當前對氨氮廢水的處理中,利用沸石、改性沸石,能夠有效吸附、離子交換等方法來處理氨氮污水,并且得到了有效的功效。
氨氮作為水體中的有害污染物,在國內外引起了廣泛關注。它主要以兩種形式存在:NH4和NH3。其中,分子NH3是中性的,可溶于脂質,可以直接通過生物膜進行滲透。因此,當濃度達到2mg/L時,毒性更強的離子型NH4開始危害人體健康。天然水體具有凈化自身的能力。但是,當氨氮的濃度超過50mg/L時,水體的硝化被抑制,富營養化趨勢突出,從而使得許多水生動植物將受到嚴重破壞。因此,有效控制水中的氨氮具有重要意義。
一、天然沸石除氨氮法
天然沸石具有廣泛的來源和類型,并且易于制備和操作,其主要成分是由堿金屬或堿土金屬陽離子組成的結晶水合硅鋁酸鹽。天然沸石凈化氨氮廢水的處理機理包括兩個方面:一是物理吸附,主要是由于其特殊的形態結構,大量的空隙和通道以及較大的比表面積,可在每個點吸附NH4;另一個是離子交換性能,NH4具有選擇性吸附特性,其內部的堿金屬或堿土金屬離子可以很容易地被NH4替代以去除氨氮。研究報道中,天然沸石對海水中氨氮吸附具有一定的影響,沸石粒徑對氨氮的去除有很大的影響,粒徑越小,去除率越高。同時,當海水的鹽水梯度增加時,氨氮的吸附能力受到抑制,表明氨氮的處理受到鹽度的一定影響。Wang等人通過研究,用天然沸石在稻田排水口進行了田間試驗,氨氮吸附量為12.60mg/g,表明在向水稻施用尿素后,氨氮在降雨徑流中的去除潛力巨大。
二、改性沸石除氨氮法
盡管天然沸石具有良好的選擇性,但是由于吸附容量小和吸附效率低的局限性,仍需要技術改進,這導致了改性沸石的發展。目前,沸石的改性方法主要分為物理和化學改性方法。改性沸石含有較高比例的Na和其他陽離子,并且具有較大的比表面積,孔體積等,因此氨氮的吸附能力有所提高,并且通常比天然沸石(15mg/g)大。物理改性的沸石主要分為兩種:熱改性的沸石和超聲改性的沸石;化學改性的沸石主要分為三種:鹽改性的沸石,酸/堿改性的沸石和稀土改性的沸石。
改性沸石的來源是天然沸石,它具有豐富的材料和豐富的資源,經濟,合理,為商業化和應用提供了良好的發展條件。另外,該改性沸石對氨氮的吸附能力強,去除時間短,優越性強。但是,采用不同的修飾方法,其治療效果是不同的。改性沸石處理效果的比較參數見表1。
近年來,氨氮廢水的處理受到了國家的關注,相關技術得到了迅速的發展。作為環保材料,沸石吸附劑在氨氮的處理和純化中具有明顯優勢,并且近年來受到消費者青睞。