热改性沸石对模拟废水脱氮除磷效果研究(3)

氨氮分析方法采用连续流动——水杨酸分光光度发(HJ665-2013)。以下为五份10g的沸石在马弗炉里分别以200℃,300℃,400℃和600℃的温度下煅烧2H后,去除模


氨氮分析方法采用连续流动——水杨酸分光光度发(HJ665-2013)。以下为五份10g的沸石在马弗炉里分别以200℃,300℃,400℃和600℃的温度下煅烧2H后,去除模拟废水中去除氨氮的效果。氨氮标准曲线见下图

图1 氨氮标准曲线

2.5多种改性方式的沸石对氨氮去除率横向对比

表3  多种改性方式沸石的氨氮去除率

浓度 改性时间 酸 碱 无机盐 稀土

盐酸

去除率% 硫酸

去除率% 氢氧化钠去除率% 氢氧化铝去除率% 氯化钠

去除率% 氯化铁

去除率% 氯氧化锆去除率% 氯化镧

去除率%

0.25  mol/l 2h 14.29% 1.87% 6.48% 0.00% 11.06% 0.00% 6.70% 0.00%

6h 4.89% 0.08% 9.31% 0.00% 5.69% 0.00% 1.86% 0.00%

12h 5.76% 0.00% 7.60% 0.00% 7.76% 0.00% 0.00% 0.00%

24h 7.46% 0.00% 14.84% 0.00% 6.42% 0.00% 0.00% 0.00%

0.5 mol/l 2h 7.91% 0.85% 7.88% 0.00% 5.63% 0.00% 0.00% 0.00%

6h 7.51% 0.00% 10.41% 0.60% 7.10% 0.00% 0.00% 0.00%

12h 8.05% 0.00% 13.99% 0.00% 9.72% 0.00% 0.00% 0.00%

24h 9.08% 0.00% 15.12% 0.00% 5.75% 0.00% 0.00% 0.00%

0.75 mol/l 2h 6.78% 0.60% 16.65% 0.00% 5.12% 0.00% 0.00% 0.00%

6h 7.86% 0.00% 15.25% 0.00% 6.36% 0.00% 0.00% 0.00%

12h 8.15% 0.50% 7.99% 0.04% 12.37% 0.00% 0.00% 0.00%

24h 9.81% 0.01% 18.46% 0.00% 10.02% 0.00% 0.00% 0.00%

1mol/l 2h 6.12% 0.11% 20.61% 0.00% 5.93% 0.00% 0.00% 0.00%

6h 7.89% 0.05% 21.52% 0.00% 10.37% 0.00% 0.00% 0.00%

12h 8.20% 5.24% 12.64% 0.00% 12.10% 0.00% 0.00% 0.00%

24h 10.58% 2.04% 8.93% 0.00% 13.68% 0.00% 0.00% 0.00%

2mol/l 2h 5.54% 0.00% 18.44% 0.00% 13.61% 0.00% 0.00% 0.00%

6h 8.02% 0.00% 35.10% 0.00% 16.02% 0.00% 0.00% 0.00%

12h 8.34% 0.00% 24.66% 0.00% 18.67% 0.00% 0.00% 0.00%

24h 10.87% 0.00% 12.21% 0.00% 14.96% 0.00% 0.00% 0.00%

表3中的数据来源于本实验期间同步完成的多种改性方法改性后的沸石对模拟废水中氨氮的去除率,用作横向比较分析。

2.5.1多种方式改性效果整体分析

从整体上来看这组数据,每一类型的改性方式都有两种不同的改性试剂,以形成同类型不同试剂之间的比较。不同类型的改性方法设置了相同的试剂浓度梯度和时间梯度,控制变量,使实验测得的结果更加具有参考价值和现实意义。纵观这4类改性方法,8种改性试剂以及4个时间梯度和5个浓度梯度共计160个实验数据,很明显可以得出:氢氧化钠改性沸石对模拟废水中氨氮的去除率整体最好,其次是氯化钠改性沸石,再者是盐酸改性沸石,其余试剂改性的沸石对氨氮的去除率相对较低,改性效果不理想,对沸石的改性意义不大。

2.5.2多种方式改性效果按类型分析

(1)酸改性:酸改性沸石分为盐酸和硫酸改性。在同类型中,盐酸改性后的沸石对氨氮的去除率无论是在时间上还是试剂浓度上都明显高于硫酸改性的沸石。从局部来看,盐酸改性在最低的浓度0.25mol/L时对氨氮的去除率随时间增长而有所下降,其余浓度梯度下,均随时间增长呈现出增长的趋势,对氨氮的去除率也维持在5%-10%之间,有个别去除率超过10%,达到14.29%。硫酸改性的沸石总体上效果效果不明显,浓度变化和时间变化对去除率的影响并不大,只有在低浓度、低改性时长的情况下(0.25mol/L、2h)和高浓度、长改性时间的情况下(1mol/L、12h、24h)出现了相对较高的去除率,分别为1.87%、5.24%和2.04%。

(2)碱改性:碱改性包括氢氧化钠改性和氢氧化铝改性两种。氢氧化钠改性在8种改性试剂中改性效果最为突出,对模拟废水中的氨氮去除率最高。通过对比可以看到,氢氧化钠改性在低浓度(0.25mol/L、0.5mol/L、0.75mol/L)的条件下,对氨氮的吸附效果随时间的增加而加强;在高浓度(1mol/L、2mol/L)的条件下,随时间的增加对氨氮的去除率呈现出下降的趋势,但改性效果还是明显高于其他几种改性剂。经氢氧化铝改性过后的沸石,对氨氮的吸附几乎为0,浓度变化和时间变化都对其吸附能力的提升没有影响,原因可能在于氢氧化铝本身为白色沉淀,不容易溶解在水溶液中,氢氧化铝与天然沸石之间的离子交换无法进行,导致其对沸石的改性无效。