沸石是一族架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物,硅氧四面體都是其基本單位,其中部分的Si4+被Al3+所取代,而為了能夠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。當前,隨著污水處理工藝不斷改良與技術提高,沸石被廣泛應用于污水治理項目中。另外,由于沸石種類較多,因此選擇吸收處理氨氮廢水效果最佳的斜發沸石。
本次試驗選用了產自河北省圍場縣的斜發沸石。試劑:氯化鈉溶液、硫酸鋅、氫氧化鈉、碘化鉀、碘化汞、酒石酸鉀鈉、氯化銨等,均為市售分析純化學品。在溫度298K下,取100mL一定濃度的氨氮廢水于250mL錐形瓶中,向其加入一定質量和粒徑的斜發沸石,將各錐形瓶置于空氣振蕩器中以200r/min的速度震蕩一定時間后靜置,取上清液,用納氏試劑分光光度法測定水樣的吸光度,由標準曲線計算出溶液中剩余氨氮濃度,比較不同實驗條件下,斜發沸石對氨氮吸附的影響。
反應時間對氨氮去除率的影響?
通過試驗可知,沸石吸附氨氮是一種快速吸附、緩慢平衡的過程,在開始試驗前的3小時,沸石對于污水中的氨氮吸附率會隨著時間增加而增加,并且斜發沸石能夠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,在溶液中會出現離子交換和吸附平衡現象,這時候即便延長時間也無法很大程度上提高氨氮去除率,直到7小時后可以保持氨氮去除率不變。這時候可以認為是沸石已經吸附飽和,這時候氨氮的去除率為93.61%,選擇吸附時間為3小時。
由于沸石具有交換吸附的特性,今后將在陽離子對沸石吸附的影響和沸石改性等方面開展進一步研究,并將沸石作為吸附基質材料,進行水體富營養化治理和水產養殖污水處理等實際應用研究。