沸石是一族架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物,硅氧四面體是其基本單位,其中部分Si4+被Al3+所取代,為了中和負一價的氧離子,就會有相應的金屬陽離子加入其中,這些與晶格聯系較弱的堿金屬(堿土金屬)和水分子極易與周圍水溶液中陽離子發生交換作用,因而沸石具有良好的離子交換選擇性能。又因沸石具有不同連接方式的的硅(鋁)氧四面體結構,沸石中便形成了大量的孔穴和孔道,因其表面積很大,大量分子進入其中,因而具有很好的吸附性能,故在污水處理中得到了廣泛的應用。
沸石吸附氨氮是一種快速吸附、緩慢平衡的過程,在開始前3h,沸石對廢水中氨氮的吸附速率隨時間的延長而迅速增加,斜發沸石對氨氮的去除率達到92.71%,進一步延長反應時間吸附速率增加緩慢,這是因為當斜發沸石吸附溶液中的NH4+達到飽和后,溶液中會有離子交換和吸附平衡,此時延長時間也不能大幅度提高氨氮去除率,直至7h后氨氮去除率保持不變,此時可認為,沸石吸附飽和,此時對氨氮的去除率為93.61%,因此選擇吸附時間為3h。
當斜發沸石用量由2g/100mL增加到7g/100mL時,氨氮去除率由60.30%提升至92.71%,單位質量斜發沸石對氨氮的去除率由6.03mg/g降低為2.65mg/g,由此可知,當溶液中氨氮含量一定時,開始增加斜發沸石用量,可以使得去除率大幅提高,但當溶液中氨氮的去除率增大到一定時,此時再增大斜發沸石用量,對氨氮的去除率影響甚微。當斜發沸石用量為7g/100mL時,氨氮剩余濃度為14.58mg/g,低于國家一級排放標準(GB18918-2002),可以達標排放。