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改性沸石吸附低浓度氨氮废水及其脱附的研究

采用氯化钠溶液对某地天然沸石改性,以低浓度氨氮废水为处理对象,比较了天然沸石和改性沸石的吸附等温线、吸附动力学和动态吸附,并进行了改性沸石的动态脱附研究。结果表明,沸石的平衡吸附量随着平衡浓度的增大而增大;Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述沸石吸附低浓度氨氮废水的行为,改性沸石比天然沸石具有更大的吸附氨氮能力。假二级方程很好地拟合沸石吸附动力学实验数据。装填105 g的改性沸石吸附柱有效处理20 mg/L氨氮的废水量为40 L,是装填相同质量天然沸石吸附柱的2.67倍,出水氨氮浓度小于5 mg/L。用含氯化钠和氢氧i化钠的溶液脱附改性沸石吸附柱吸附的氨氮,脱附率为95.2%。

 氨氮是水体中氮的主要形态之一,是水体富营养化的一种主要污染物。在水污染较严重的地区,执行越来越严格的标准,如江苏省在太湖地区污水处理厂氨氮排放限值执行5 mg/L的标准(DB32/1072-2007)。太湖流域不少污水处理厂面临提标的问题,需要强化氨氮的去除。因此,有必要研究既经济又有效的低浓度氨氮去除方法。由于沸石资源在我国储量丰富、成本低廉,利用沸石处理废水中低浓度氨氮无疑是一种有前景的方法。天然沸石可以有效吸附废水中的氨氮,但由于天然沸石的吸附容量较小,再生频繁,影响其大规模应用。近年来,国内研究人员研究天然沸石改性,取得了较好的效果,但这些研究针对较高浓度的氨氮废水。

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物。全世界已发现天然沸石40多种，其中常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、钙十字沸石、片沸石、浊沸石、辉沸石和方沸石等。已被大量利用的是斜发沸石和丝光沸石。沸石族矿物所属晶系不一，晶体多呈纤维状、毛发状、柱状，少数呈板状或短柱状。

沸石（zeolite）是一种矿石，早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Axel Fredrik Crtedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。

沸石分子筛与天然沸石有哪些不同之处？

沸石分子筛与天然沸石有哪些不同之处？

天然沸石，孔径不同，空泡可以防止沸腾，但不能满足工业生产的高i效率要求。沸石分子筛在其生成过程中具有一定的化学平衡，被认为是矿物相，被称为沸石相。这种分子筛相是介稳态的，可以人工合成，并具有一定的稳定性。

沸石分子筛在筛选分子、催化剂制备、缓释催化剂等方面有着较为***的功能，因而孔径也有固定的要求，分布要均匀，往往需要人工合成。以下从不同角度详细介绍了它与天然沸石的区别。

首先，化学成分不同。

自然沸石的主要化学成分是铝硅酸钠，沸石分子筛为晶状硅酸盐或硅铝酸盐，是以硅氧四面体或以氧桥键连接铝氧四面体。

第二，特征不同。

沸石具有玻璃般的光泽，能吸收水及其它液体。沸石分子筛具有其它吸附剂所不具备的吸附能力和热稳定性等优点。

第三，特点不同。

沸石分子筛为硬度3~5、相对密度2~2.8的金属光泽的粉状晶体。天然沸石具有不同的颜色，合成的分子筛呈白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3含量的增加而提高。

沸石转轮遇转轮吸附的影响因素

沸石转轮遇转轮吸附的影响因素

一、浓缩比

低浓缩比虽然可以保证高去除效率，但增加再生风量的同时也增加了脱附能耗，而且浓缩气体的浓度亦随着脱附风量的增加而降低。工程应用上，浓缩比应兼顾效率与能耗，对于高浓度废气，可选择低浓缩比以确保去除率;而对于低浓度废气，适当选择高浓缩比有利于系统整体能效比提高。

二、转轮转速

吸附与脱附在转轮运行周期中是同步进行的，两者互为影响并共同决定转轮的去除效率，而转速的大小意味着吸附和脱附时间长短。当转速低于转速时，相应的运行周期变长，其脱附区的再生充分，但是其相对吸附能力随着转速的减小而减小。而当转速大于转速时，只有脱附区前段少部分能被加热到再生温度。因此，转速本质上是吸附和脱附时间的控制，以实现转轮去除率。实际应用时，因受多因素影响，转轮转速为配合其他参数变化可控制在一区间值。

三、再生风温度

吸附剂的解析再生存在一个特征温度(清洗温度)，高于该温度可以获得更快的解析速率同时消耗更小的脱附风量。

四、进气湿度

实际工程中，有机废气一般都含有水分，部分相对湿度甚至达到80%。而水分可能与污染物形成吸附竞争，占据转轮吸附空间而降低污染物去除效率，因此抗湿性是衡量吸附性能的重要指标之一。

五、进气流速

在一定条件下，沸石转轮转速与进气流速成正比，当进气流速提高时，转速应相应的提高，如果转速未根据流速进行相应的提高，运行值低于转速其相对吸附能力λ随着转速n的减小而减小，在温度分布曲线上表现为吸附区的曲线下降明显，反映了吸附率的降低。因此对于高浓度有机废气，控制低进气流速是十分必要的，或可相应的提高转速。