氨氮(NH4+)是市政污水中主要的污染物之一,含量超標會引起水體缺氧和富營養(yǎng)化,嚴重影響水體環(huán)境.為了使市政污水作為城市再生水再次利用,需對其進行深度處理,降低氨氮污染物含量。沸石顆粒屬沸石礦物的一種,為含水的堿金屬鋁硅酸鹽,具有巨大的比表面積,吸附和離子交換性能優(yōu)良,是一種性能優(yōu)異的環(huán)境礦物材料。斜發(fā)沸石顆粒可有效去除市政污水中的氨氮等污染物,且具有資源節(jié)約和環(huán)境友好的優(yōu)點。將天然斜發(fā)沸石顆粒制成高效的市政污水處理材料具有重大的研究意義。

目前,斜發(fā)沸石顆粒在市政污水處理領域的研究日益被重視,研究重點主要集中在改性處理方面,以提高對氨氮的去除效果。對沸石進行焙燒改性、酸改性、堿改性、鹽改性及復合改性等均取得了較多的成果。另外,由于礦物粉體比表面積大、吸附性能較好,目前的研究對象大多是沸石粉體。但沸石粉體在吸附法污水處理中有明顯的弊端:一是粉體易損失、難以回收;二是粉體不易脫水,工藝流程復雜。因此,將沸石粉體進行造粒,制成具有高效脫氮性能和較高強度的顆粒,具有一定的現(xiàn)實意義。成型后的沸石顆粒的吸附行為與沸石粉體有很大不同。對人工沸石顆粒吸附氨氮的過程和特征進行研究,能從理論上得到人工沸石顆粒在氨氮污水脫除方面的規(guī)律,具有一定的實際意義。

分別在不同pH值和不同反應溫度下進行吸附實驗,可以看出,在不同pH值和不同反應溫度下,氨氮吸附等溫線變化趨勢大體一致。在低范圍內隨平衡濃度增加,平衡吸附量迅速升高;平衡濃度超過一定值后,平衡吸附量緩慢升高。

通過試驗可以證明,在不同pH值和不同反應溫度下,復合改性沸石顆粒吸附氨氮速度在整個過程中均受膜擴散控制,60 min后還受顆粒內擴散控制。復合改性沸石顆粒吸附氨氮是自發(fā)過程,溫度升高吸附速率加快,有利于氨氮在沸石上的吸附。沸石顆粒吸附氨氮是吸熱過程,溫度升高,吸附量增加,熵效應是氨氮吸附作用進行的主要驅動力。