焦化废水用改性斜发沸石吸附水中氨氮的研究_李大亮(1)

总第162期2007年第6期河北冶金HEBEIMETALLURGYTotal1622007,Number6收稿日期:2007-08-09焦化废水用改性斜发沸石吸附水中氨氮的研究李大亮1,李刚利1,赵丹2,王曙光3,栾兆坤3(1.唐山建龙实业有限公司,河北遵化064200;2.东北大学理学院,辽宁沈阳110004;3.中国科学院生态环境研究中心,北京100085)摘要:研究了焦化废水用改性斜发沸石对水中氨氮的吸附行为,考察了pH值、氨氮初始浓度以及竞争阳离子等对钠型沸石吸附氨氮的影响,同时进行了钠型沸石的吸附动力学研究。关键词:焦化;废水;改性斜发沸石;氨;氮中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-5008(2007)06-0012-03STUDYABOUTABSORBINGAMMONIAANDNITROGENINWASTECOKINGWATERWITHMODIFIEDCLINOPTILOLITELiDaliang1,LiGangli1,ZhaoDan2,WangShuguang3,LuanZhaokun3(1.TangshanJianlongIndustryCo.,Ltd.,Zunhua,Hebei,064200;2.CollegeofScience,NortheastUni-versity,Shenyang,Liaoning,110004;3.EcologicalEnvironmentResearchCenter,ChineseAcademyofScience,Beijing,100085)Abstract:Theabsorptionofammoniaandnitrogeninwastecokingwaterbymeansofmodifiedclinoptiloliteisstudied,theinfluenceischeckedofpHvalue,theinitialdensityofammoniaandnitrogenandcompetingpositiveionontheabsorption,andtheabsorptiondynamicsofclinoptilolitestudied.KeyWords:coking;wastewater;modifiedclinoptilolite;ammonia;nitrogenNH3-N是钢铁工业污水中尤其是焦化废水的主要污染物之一,近年来许多国家对污水中NH3-N的排放制订了越来越严格的标准。如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题,已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。目前水中NH3-N去除主要采用生化法,例如合肥钢铁集团公司焦化厂、安阳钢铁公司焦化厂、昆明焦化制气厂采用A/O(缺氧/好氧)法生物脱氮工艺,运行结果表明该工艺运行稳定可靠,废水处理效果良好,但是处理设施规模大,投资费用高。天然斜发沸石因具有对NH3-N高选择性,具有对温度等外界条件变化的高抗干扰能力,具有易于再生、投资少且运行费用低等优点,而被广泛研究用于去除水中NH3-N,并已有大规模工程实例。1实验部分1.1钠型沸石的制备及表征将15g粒径0.5～0.8mm的沸石和100mL饱和氯化钠溶液放置于锥形瓶中,振荡12h后倒出上清液并用去离子水洗涤,然后再加入100mL饱和氯化钠溶液,重复上述步骤,最后将沸石在105℃下烘干制得钠型沸石。按照文献[1]报道的方法测定沸石样品的饱和吸附容量,采用X射线粉末衍射测定沸石样品的成分,采用N2吸附法测定沸石样品的比表面。1.2静态吸附平衡实验在100mL不同氨氮初始浓度的溶液中分别加入0.1g钠型沸石,调节pH后在25℃下,HZQ-C空气浴振荡器上以180转/min速度振荡24h,然后用0.45μm滤膜过滤,测定上清液中氨氮浓度。同时配制含有Ca2+、Mg2+、K+等阳离子的氨氮溶液。取100mL于锥形瓶中,分别加入0.1～1.0g的钠型沸石重复上述实验。12河北冶金2007年第6期1.3吸附动力学实验取2.0g钠型沸石于2000mL氨氮浓度为50mg/L的溶液中,在混凝搅拌器上以300转/min的速度连续搅拌并记时取样,经0.45μm滤膜过滤后测氨氮浓度。同时进行不同粒径天然斜发沸石的吸附动力学对比实验。2结果与讨论2.1钠型沸石的表征按照文献[1]报道的方法测得沸石原矿和钠型沸石的饱和吸附容量分别为0.56mmol/g、1.1mmol/g,可见经改性后沸石对氨氮的吸附能力有较大幅度地提高。X射线粉末衍射测定沸石原矿和钠型沸石的主要成分为斜发沸石,同时含有少量的云母、蒙脱石、长石、石英等,且由X射线粉末衍射谱图发现经改性后其晶形无明显变化;采用N2吸附法测得沸石原矿和钠型沸石的比表面分别为8.1m2/g、8.7m2/g,其比表面变化不明显,说明钠型沸石