針對豬場沼液氮磷含量高、有機污染嚴重、難以處理的問題，采用經(jīng)氯化鈉溶液改性沸石為載體對沼液中氮磷吸附特性和去除機理進行分析研究，考察了Zeolite投加量、吸附時間、沼液初始濃度等影響因素。結(jié)果表明：當(dāng)沸石投加量為每100mL10g、吸附時間48h時，最大氨氮去除率可達90.66%，氨氮飽和吸附量可達1.43mg·g-1，最大總磷去除率可達85.97%，磷飽和吸附量可達0.16mg·g-1。吸附后的沸石污泥含有大量氮磷元素，是一種優(yōu)質(zhì)緩釋肥料。Freundlich、Langmuir方程均能較好地解析改性沸石的等溫吸附過程，其吸附動力學(xué)符合準二級動力學(xué)模型，R2均達0.98以上。沸石對豬場沼液中有機態(tài)氮磷去除主要基于物理性吸附和沸石中的活性基團與有機官能團所產(chǎn)生的配位絡(luò)合，無機態(tài)氮磷則主要以離子交換及吸附沉淀方式得以去除。

一、背景闡述

豬場廢水經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液成分復(fù)雜，富含大量的氮、磷等營養(yǎng)元素，若直接排放，勢必對周邊水體造成污染，須妥善處理后才能排放。采用傳統(tǒng)的生物處理方法難已達到預(yù)期效果，其主要原因是沼液中氨氮、總磷等污染物濃度較高，加之沼液本身C/N比例失調(diào)，致使微生物生長受到抑制，生物脫氮過程又需要消耗大量的堿和較高的曝氣充氧能耗，
造成沼液生物處理成本過高，使得國內(nèi)生豬養(yǎng)殖廠不堪重負，沼液偷排現(xiàn)象時而發(fā)生。

沸石是一種具有四面體結(jié)構(gòu)、由（SiO2）m衍生出來的Si4+被Al3+置換所形成的含水架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，具有良好的耐酸耐堿性、熱穩(wěn)定性、離子交換性和空曠的骨架結(jié)構(gòu)，擁有巨大的空腔表面和空隙率。這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)使其具備較高的吸附性和較強的離子交換特性。沸石孔道和孔穴中存在的多種堿金屬和堿土金屬離子，在濕潤狀態(tài)下能跟NH4+、K＋、Fe2＋、Zn2＋、Na＋、Mg2＋、Cu2＋、Ca2＋等陽離子進行離子交換，尤其是改性后的沸石，其吸附及離子交換性能進一步增強。

二、試驗與討論

沼液氮磷初始濃度分別為93.15~98.4、7.84~8.02mg·L-1，pH為6.5~8，吸附時間為72h時，沸石單位投加量對沼液氮磷吸附的影響。

當(dāng)沸石量從每100mL1g增至10g時，沸石對磷的去除率急劇增加，去除率從21.81%增至80.1%，沸石量為每100mL10g時，磷去除率接近最大值；當(dāng)沸石量從10g增至30g時，磷的去除率略有增加；隨著沸石投加量的不斷增大單位質(zhì)量沸石對磷的吸附量由0.17mg·g-1降至0.02mg·g-1，吸附量逐漸下降。這是由于隨著沸石用量的不斷增大，可提供的吸附點得到相應(yīng)的增加，沼液中的磷酸根離子同時受到多個吸附點的作用力，單個吸附點吸附能力受到限制，導(dǎo)致單位質(zhì)量沸石吸附率的降低。

當(dāng)改性沸石投加量為每100mL10g、吸附時間48h時，最大氨氮去除率可達90.66%，氨氮飽和吸附量可達1.43mg·g-1，最大總磷去除率可達85.97%，磷飽和吸附量可達0.16mg·g-1。改性沸石對豬場沼液中氮磷的等溫吸附過程可用Freundlich、Langmuir吸附模型解析；沸石對豬場沼液中有機態(tài)氮磷去除主要基于物理性吸附和沸石中的活性基團與有機官能團所產(chǎn)生的配位絡(luò)合，無機態(tài)氮磷則主要以離子交換及吸附沉淀形式得以去除；吸附后的沸石污泥含有大量氮磷元素，是一種優(yōu)質(zhì)緩釋肥料。本研究對于豬場沼液預(yù)處理及資源化應(yīng)用有一定的理論和實用價值。