氨氮是水體中氮的主要形態之一,其污染來源多且排放量大,是水體富營養化的一種主要污染物。尤其是在一些水污染較為嚴重的地區,已經執行了愈發嚴格的標準,例如在江蘇省太湖地區就執行了氨氮排放5(8)mg/L的標準(DB32/1072-2007);在出水作為回用水或城鎮景觀用水時,執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002) 中一級A標準規定氨氮濃度限值為5(8)mg/L。作為一種呈骨架狀結構的多孔性鋁酸鹽晶體,天然沸石內部有眾多較為均勻的孔道與通道,因此能夠與氨氮等離子產生交換反應且不會改變沸石的晶體結構;另一方面,天然沸石具有較大的比表面積,具有較強的吸附能力,能夠為去除水中氨氮夯實基礎。并且我國是全球沸石儲量最大的國家,因此沸石資源豐富,成本十分低,用于處理水中氨氮是十分可行的。
通過物理化學的方法來對天然沸石進行改性,從而提高天然沸石的離子交換能力,擴大其對氨氮的吸附容量。在具體改性實驗中,選取河北圍場縣國投礦業下的天然沸石,0.50-1.25mm, 天然沸石經洗滌后,過篩,放入電熱烘箱中在105℃烘干,放在干燥器中備用。在實際試驗中,選擇模擬河北某污水處理廠排放的污水,其氨氮濃度為6-20mg/L。實驗用的氨氮模擬廢水配制方法為:先配制1000mg/L的氨氮廢水儲備液,再根據實驗需要移取一定量的氨氮廢水儲備液配制所需濃度的氨氮廢水。
在測試天然沸石對吸附氨氮影響過程中,調節室溫為正常,各取50mL、20mg/L的氨氮溶液于100mL錐形瓶中,然后使用稀鹽酸和稀氫氧化鈉將廢水的pH調至一定的值,然后稱取0.10g烘干沸石加入錐形瓶中, 在振蕩器里振蕩24h,過濾取樣,分析平衡濃度,計算各自平衡吸附量,比較不同pH對吸附的影響。
總之,pH對沸石吸附有較大影響,在pH為8.0時,氨氮平衡吸附量最大;隨著天然沸石投加量的增加,氨氮的去除率逐漸增大,但吸附量隨之減小。結合這一結論與特性,實際污水處理過程中,可以基于PH條件改善來使用天然沸石對污水氨氮進行吸附處理,可以有助于污水處理工藝發展與進步。