发布时间 : 星期一 文章吸附法去除废水中的氨氮更新完毕开始阅读cc47ba0616fc700abb68fc87
第二章 吸附法去除废水中氨氮的试验研究
表2－10 不同改性时间的沸石的吸附量
不同改性时间后沸石的吸附量q/mg·g-1
t/min 0 5 10 15 20 30
1h 0 7.57 11.13 14.55 17.83 20.98
2h 0 11.13 17.83 17.83 20.98 24.00
4h 0 14.55 17.83 20.98 24.00 26.90
6h 0 14.55 17.83 20.98 24.00 26.90
8h 0 20.98 24.00 29.69 32.36 34.92
40301 1h2h4h6h8h253035g-q/mg· 051015t/min20100 20
图2－8 吸附量随改性时间变化 由图2－8可以看出，在初始阶段，改性沸石的吸附速度较快。随时间的增长，溶液的浓度逐渐下降，吸附速度逐渐减慢，当吸附时间达到30min时，溶液的氨氮浓度已经趋于平衡而改性沸石的吸附量也趋于平衡吸附量。
因此，可得沸石最佳改性方法是沸石40~60目，60℃下2 mol·L-1NaOH 浸泡改性8 h，用无氨水反复冲洗，105℃烘干2h。
2.6沸石再生试验
吸附剂的再生是目前吸附法脱氮研究的一个重要环节。它除了要恢复吸附剂的活性以外，还涉及到经济性和防止二次污染等问题。针对不同的吸附剂，再生的方法不同，现有的技术主要有：加热法再生，药剂法再生和生物法再生。对于改性沸石，本试验中采用药剂法再生。
2.6.1再生药剂的选择与再生效果
参照文献[6]可知，通过不同浓度的再生剂溶液的再生效果可看出，随着加入 NaOH 溶液浓度的增大，改性沸石再生效果得到改善，当 NaOH浓度达到0.4 mol·L-1后，再
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茂名学院本科毕业(设计)论文：吸附法去除废水中氨氮
生后吸附效果不再增加，但 NaOH 浓度达到 1 mol·L-1后沸石开始出现粉化的现象，再生损耗较大。并且考虑到经济因素，尽量减少再生药剂的使用量，所以选择再生剂中的 NaOH浓度为 0.4 mol·L-1。因此，再生药剂的使用，选择10%NaCl溶液，与浓度为0.4 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合作为再生剂，对以达吸附平衡的改性沸石浸泡4h再生，然后冲洗干净，105℃烘干备用。用再生沸石和炼油废水静态吸附实验，检测再生后的吸附量。结果表明，再生沸石与改性沸石的吸附量相当，说明通过再生，改性沸石完全可以恢复对氨氮的吸附能力。
2.6.2沸石再生损耗
考察吸附剂连续再生的损耗也是工业应用可行性一个重要因素，研究中通过静态吸附与再生加以考察。分别称取三份改性沸石样2 g，连续静态吸附并再生5次，冲洗过滤烘干后称重，计算重量损耗。为了避免静态吸附过程中因搅拌造成的机械磨损带来的误差，吸附和再生过程不加搅拌或振荡，损耗数据见表2－11。
表2－11 改性沸石再生损耗
样品 样品1 样品2 样品3
吸附前重/g 2.0004 2.0024 2.0120
吸附再生5次后重/g
1.9894 1.9932 2.0060
损耗/% 0.55 0.46 0.30
由表2－11得，改性沸石再生的平均损耗为0.437%，损耗量较小，工业上经济可行。
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第三章 试验结论、评价与建议
第三章 试验结论、评价与建议
3.1试验结论
在本试验通过静态吸附实验进行吸附剂和最佳吸附条件的筛选、改性方法探讨和吸附剂再生的试验，得出以下结论：
（1）最佳吸附条件：采用沸石（40~60目）为吸附剂，其最佳吸附条件：在常温、pH为10~12，沸石投加量为1g/100mL，振荡速度为300r·min-1；
（2）最佳改性方法：沸石40~60目，60℃下2mol/LNaOH 浸泡改性8h，用无氨水反复冲洗，105℃烘干2h；
（3）再生试验结果：改性沸石在达到吸附平衡后，用0.4 mol·L-1 NaOH和10%NaCl等体积混合的再生剂在室温下浸泡再生4h可以使其再生，恢复对氨氮的吸附能力，而且再生沸石与改性沸石的吸附量相当；平均再生损耗为0.437%，损耗量较小，工业上经济可行。
3.2试验过程过程评价
3.2.1测定方法的评价
本次试验采用离子选择性电极法(氨电极法)测定废水中的氨氮。采用该法进行测定时一般不需要对水样进行预处理，且具有测定范围宽等优点。应用离子选择性电极法测定废水中的NH3-N是一种较好的方法，在强碱性条件下加入EDTA二钠盐作掩蔽剂即可消除废水中可能存在的CN-，Fe3+，Ca2+等14种干扰物质的干扰。该法的精密度和准确度较好且适合环境分析的要求，与纳氏试剂光度法相比较，两者的分析结果无显著差异。
3.2.2对水样的评价
从目前炼油厂用水和排水情况分析，各炼油厂的用水量都偏大，各装置的用水一般都取用工业水源，产生的污水也经集中后进行生物处理排放。污水很少回用或二次利用。因此，根据炼厂各种污水的水质情况，合理地选择处理方法和处理工艺，使经过适当处理的污水得以再生回用，不仅可以减轻处理装置的负荷，提高处理水平，降低排放水量，是解决水资源紧张，提高企业生产效益和环境效益的一个重要途径。炼油污水深度处理对于各炼油企业而言势在必须行，且经济效益可观，同时又有利于环境保护，利国利民，因而被列为中石油 2000 年重点攻关课题。因此本试验采用炼油废水为处理水样有一定的代表作用。
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3.2.3对吸附剂的评价
本次试验所采用的吸附剂为沸石。沸石是由30多种阴离子型多孔铝硅酸盐水合物而
构成，具有多孔穴、大内表面、强吸附及较强的离子交换能力等特点，特别是对NH4+具有很好的选择吸附性能，即使在有干扰阳离子如水中硬度(Ca2、Mg2)存在时，仍显示出
+
+
良好的脱氨效果。由于天然沸石在我国的南方广泛存在且成本低廉，利用沸石处理废水中的氨氮，无疑是既经济又有效的氨氮处理方法的较佳选择。吸附法处理氨氮废水有很诱人的前景，可以作为单独系统处理废水，但目前的吸附剂投入方式存在很多问题。在吸附法处理的研究中应着重考虑如何降低吸附剂的成本，找到合适的投加方法和稳定的工艺条件。
3.2.4试验结果的评价 本次试验存在很多缺陷：
（1）水样没进行预处理：沸石对水样中的离子交换的选择交换顺序如下：Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Sr+＞Na+＞Ca2+＞Fe3+＞A13+＞Mg2+＞Li+。虽然它对NH4有较高的选择性，
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但是共存阳离子会对吸附产生较大影响，特别是Ca2+浓度较高时，对氨氮的吸附影响很大，炼油污水中，石油类对氨氮吸附的影响较大。如果在水样预处理时，尽量把阳离子和石油类去除，沸石的吸附效率会增大；
（2）没有对沸石进行最佳投药量的测定；
（3）最长吸附时间设为40min，由于可能出现脱附现象，所以吸附曲线可能不完整。
3.3建议
针对本次试验的过程和材料，提出以下几点建议：
（1）把静态吸附试验改成动态吸附试验，吸附效果应该相对大很多。但从工程上考虑，在吸附柱操作中，沸石粒径越小，床层阻力越大，因此，沸石粒度过小不适合工业中的应用；
（2）因为沸石与活性碳不同，活性碳的吸附力完全是色散力，而沸石的强吸附力是色散力和静电力的加和产生。沸石不仅色散力很大，还有较大的静电力，这是因为孔穴中含有阳离子，骨架氧含有负电荷，这样，在阳离子的周围形成强大的电场，正是由于这种静电力的关系，使得沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用，所以如果以炼油废水为试验水样，应该先进行预处理，尽量去除阳离子和石油类物质；
（3）在进行各种测定前，最好先进行沸石最佳投药量的测定，因为这样可能会节约资源并且取得较理想的吸附效果；
（4）本次试验条件有限，只可选取三种吸附剂性能对比，如果条件允许，建议用离子交换树脂、分子筛、钠基累托石、膨润土和粉煤灰等作为吸附剂，比较其吸附性能，因为据文献记载，它们都具有相当大的吸附能力；
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