Zeolite是一種硅酸鹽礦物質(zhì),經(jīng)火山爆發(fā)而發(fā)生的結(jié)晶體,它具有孔隙發(fā)達(dá),吸附強(qiáng),是一種無(wú)機(jī)物離子交換劑的去除作用,在水中還可與其他Ca2+、Mg2+、Cs+、K+、Na+等重金屬陽(yáng)離子進(jìn)行交換以降低水的總硬度,另外它還有面積大,內(nèi)部靜電強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),可使污水水質(zhì)能達(dá)標(biāo)排放,沸石對(duì)NH4+具有較高的選擇性,可有效去除廢水中的氨氮。
1、粒徑
粒徑對(duì)天然沸石的離子交換容量有較大影響。研究了粒徑為0.5~1.0mm、0.3~1.6mm和1.6~4.0mm三種沸石的離子交換容量,發(fā)現(xiàn)粒徑越小則交換容量越大。研究得出,當(dāng)粒徑>1.0mm時(shí)離子交換容量急劇下降,然而粒徑越小則在凈化廢水時(shí)的水頭損失越大。推薦的最小粒徑為0.4~0.5mm。研究表明,在低表面負(fù)荷下粒徑為0.25~0.5mm和2.0~2.8mm的沸石之交換容量接近。當(dāng)負(fù)荷較高時(shí),小顆粒的沸石有較大的交換能力。
2、水力停留時(shí)間
水力停留時(shí)間影響著沸石的離子交換容量。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)停留時(shí)間<3min時(shí)NH4+泄露非???,5min后沸石的離子交換量達(dá)到最大,因此選擇停留時(shí)間為5min。有人認(rèn)為沸石的離子交換過(guò)程發(fā)生在10min之內(nèi),當(dāng)停留時(shí)間<6min時(shí)泄露已明顯加快。
3、進(jìn)水NH4-N濃度
研究了進(jìn)水NH4+-N濃度為17~45mg/L時(shí)的影響后,結(jié)論為:較高的進(jìn)水濃度導(dǎo)致了NH4+的快速泄露;雖然進(jìn)水濃度不同,交換容量卻相當(dāng)接近。類似實(shí)驗(yàn)卻認(rèn)為高的進(jìn)水濃度會(huì)取得較大的交換容量。
4、污水組分
廢水中其他干擾離子的存在對(duì)NH4+的交換構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致沸石對(duì)NH4+的交換容量下降。研究認(rèn)為,當(dāng)陽(yáng)離子濃度高達(dá)0.01mol/L時(shí),交換容量顯著下降。發(fā)現(xiàn)沸石對(duì)蒸餾水中NH4+的交換容量高于對(duì)自來(lái)水中NH4+的交換容量。不同的陽(yáng)離子具有不同的交換勢(shì),只根據(jù)陽(yáng)離子濃度去估計(jì)其對(duì)NH4+的影響是不夠的。
5、pH值
研究發(fā)現(xiàn),在pH=4~8時(shí)交換容量變化不大,但超出此范圍時(shí)則下降很快,最大的交換容量在pH=6時(shí)。他們認(rèn)為在pH值低時(shí),H+會(huì)與NH4+競(jìng)爭(zhēng),而在pH值高時(shí)NH4+會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3,均導(dǎo)致廢水中的NH4+濃度降低,影響了沸石對(duì)NH4+的吸附。發(fā)現(xiàn)大部分NH4+在pH=7時(shí)被吸附,認(rèn)為在pH值較高時(shí)沸石表面形成了新的吸附點(diǎn)。
6、溫度
一般認(rèn)為,隨著溫度的升高交換容量增大。研究表明:在10~20℃時(shí),溫度對(duì)離子交換無(wú)影響。這正是使用沸石去除氨氮的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)之一,可用來(lái)去除低溫廢水中的氨氮。
7、進(jìn)水方式
比較了在間歇進(jìn)水和連續(xù)進(jìn)水條件下,出水中NH4+的變化情況,發(fā)現(xiàn)間斷進(jìn)水一段時(shí)間后,出水NH4+濃度顯著降低,即沸石脫氨氮能力部分恢復(fù)。隨著間歇時(shí)間延長(zhǎng),這種現(xiàn)象越顯著。