沸石吸附焦化废水中氨氮的研究_张文成

收稿日期:2005-03-28试验研究0前言沸石是一种骨架状的铝硅酸盐,在水溶液中具有离子交换能力。天然沸石对于去除生活污水和工业废水中的氨氮有较好的效果,在水溶液中,对离子的选择顺序为:Cs+>Rb+>K+>NH4+>Ba2+>Ca2+>Na+>Fe3+>A13+>Mg2+>Li+。[1]氨氮是指以游离氨(或非离子氨)或离子氨(NH4+)形态存在的氮,当氨氮浓度过高(超过50mg/L)时,会抑制自然硝化作用,降低河水自净化能力。当氨氮浓度超过300mg/L时,生化处理工艺的利用受到限制。[2]焦化废水含有大量有机物、高浓度氨、挥发酚、氰、SCN—等,直接排放会造成受纳水体严重污染。由于通常焦化厂脱酚后焦化废水氨氮浓度达到250～300mg/L,因为寻求切实可行的去除氨氮的方法,我们利用沸石进行了吸附氨氮的试验研究,为后续生物硝化创造条件。1实验材料与方法1.1实验材料颗粒沸石:20～40目(上海化学试剂公司);粉末沸石:粒度小于200目。能源环境保护EnergyEnvironmentalProtectionVol.19,No.5Oct.,2005第19卷第5期2005年10月沸石吸附焦化废水中氨氮的研究张文成(宝钢集团梅山公司技术中心,江苏南京210039)摘要:利用沸石对氨氮的选择性吸附去除焦化废水中的氨氮,对不同粒度沸石、不同沸石投加量去除模拟废水和焦化废水进行了研究,结果表明,沸石对焦化废水中的氨氮有很强的选择吸附性;焦化废水中其它离子会降低沸石吸附氨氮的能力;粒度越细,沸石对焦化废水氨氮的去除速度越快;沸石吸附焦化废水等温线可用朗谬尔公式和费兰德利希公式来描述。关键词:沸石;吸附;氨氮;焦化废水中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-8759(2005)05-0009-03STUDYOFAMMONIANITROGENREMOVALFROMTHECOKEWASTEWATERBYZEOLITEADSORPTIONZHANGWen-cheng(ScienceandTechnologyDepartment,BaosteelGroupShanghaiMeishanCorp.LTD,Nanjing210039,China)Abstract:Usingthefunctionofselectiveionexchangeofthezeolitetoremovepartlytheammonia-nitrogenindifferentsizeanddifferentamountzeoliteforartificialsolutionandcokewastewater.Thesolutionasfollows:Zeolitehasgreatselectiveexchangeabilitytoremovalammonia-nitrogeninthecokewastewater.Thezeolitecapacityofionexchangetothesewageisslightlylowerbecauseoftheinfluenceofotherionsincokewastewater.Themoresmallofthezeolitethemorequickofadsorptionammonia-nitrogen.TheisothermofzeoliteadsorbcokewastewatercanbedescribewithLangmuirfunctionorFlandelyfunction.Keywords:zeolite;adsorption;ammonia-nitrogen;cokewastewater·10·张文成沸石吸附焦化废水中氨氮的研究模拟废水:氯化铵配制;焦化废水:焦化厂脱酚废水。1.2实验仪器721分光光度计(上海第三分析仪器厂)。1.3实验方法吸附实验:先将废水加入5个沉降罐,称取不同质量的沸石,分别加入5个沉降罐中,以300r/min的转速搅拌1min,使固液充分混合,再以50r/min的转速搅拌4min,停止搅拌,沉降10min后取上部清液加以分析,依次改变沸石粒度、沸石投加量及水质,进行不同条件下的对比实验。吸附平衡实验:先将废水加入5个沉降罐,称取不同质量的沸石,分别加入5个沉降罐中,以300r/min的转速搅拌1min,再在震荡器上震荡12h,测定水样氨氮浓度。脱附平衡实验:先将吸附氨氮后的沸石放入沉降罐中,取不同量5%NaCl溶液分别加入5个沉降罐中,以300r/min的转速搅拌1min,再在震荡器上震荡12h,测定水样氨氮浓度。1.4试验分析项目氨氮测定:纳氏试剂比色法。2实验结果与讨论2.1吸附速度图1是粉末沸石和颗粒沸石对焦化废水处理的吸附速度曲线情况。由图1可知,在交换开始15～30min