隨著城市人口的日益膨脹和工農業的迅速發展,氨氮污染的來源越來越廣泛,排放量也越來越大,氨氮的污染日益嚴重。氨氮排入水體,容易引起水中藻類及其他微生物大置繁殖,形成富營養化污染,這不但會使水中溶解氧下降,魚類大量死亡,嚴重時甚至會影響飲水安全。因此,去除水體中的氨氮對于防治水體富營養化和保障水產養殖生產至關重要。天然Zeolite對NH+4具有較好的選擇吸附能力,并且沸石在我國含量豐富、價格低廉,用沸石處理氨氮是一種經濟有效的方法。
天然沸石是一類架狀硅鋁酸鹽礦物的總稱,其結構主要由硅氧架格組成。硅氧架格以四面體結構存在,部分的Si4 + 可以被 Al3 置換,會導致負電荷的出現,沸石結構中會有金屬等平衡電荷的離子。由于硅氧和鋁氧結構的不同,沸石會形成很多孔道和孔穴,決定了沸石較高的吸附能力。沸石粒徑一般為20 ~40 目的天然沸石,為乳白色無定形顆粒。
本研究對天然沸石同時進行超聲及 NaCl 改性。因此,沸石改性過程主要受到鹽濃度、超聲功率及改性時間的影響。NaCl 濃度對沸石吸附氨氮的影響:在6個 250mL具塞錐形瓶中分別加入200 mL的10 mg/L的NH 4+-N 溶液,隨即稱取6份質量為0.5g的在相同超聲功率(550 W)及改性時間(60 min)而不同NaCl濃度下 (分別為 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mol/L)改性的沸石粉末加入瓶中,加塞密封并啟動恒溫振蕩器,開始計時,用 0.45 μm 微孔濾膜過濾后測定氨氮濃度。
超聲功率對沸石吸附氨氮的影響:實驗方法同上所述,唯一不同為所用沸石為在相同改性時間(60min)及 NaCl 濃度(0.6mol/L)而不同超聲功率(分別為 50、150、250、350、450、550W)下改性的沸石。改性時間對沸石吸附氨氮的影響:實驗方法同上所述,唯一不同為所用沸石為在相同超聲功率(350 W)及 NaCl 濃度(0.6 mol/L)而不同改性時間(分別為 10、20、30、40、50、60 min)下改性的沸石。
由實驗可知,氨氮的去除率與沸石添加量呈線性關系。所確定的較適宜吸附工藝條件為:反應溫度30 ℃、反應時間 60 min、200 mL 0. 01 mol/L 氨氮廢水、沸石添加量 3 g、體系 pH 值為 6,此條件下氨氮去除率可達 80%。