改性沸石去除农村生活污水中有机物效果研究_陈兵红

[收稿日期]20080224[作者简介]陈兵红(1974),男,1999年大学毕业,硕士,讲师,现主要从事环境科学、有机生产方面的教学与研究工作。丽水职业技术学院资助课题(lszjy2006011)。改性沸石去除农村生活污水中有机物效果研究陈兵红(丽水职业技术学院环境工程分院,浙江丽水323000)[摘要]通过静态方法研究了浙江缙云斜发沸石对农村生活污水中有机物的去除效果,考察了沸石投加量、接触时间、沸石粒径和污水pH值对有机物去除率的影响,采用350、450和550℃焙烧对沸石进行加热改性,采用NaCl、KCl和CaCl2对沸石进行无机盐改性。结果表明,沸石对有机物的吸附很好的符合Langmuir吸附等温式;改性沸石的最适条件是:投加量20g/L,接触时间8h,粒径为36～65目,pH值6.0～7.5,焙烧温度550℃,改性盐类2.0mol/L的钙盐。应用于农村生活污水处理中,有机物去除率达64.71%。[关键词]天然沸石;改性;有机物;农村生活污水;去除率[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]16731409(2008)02N02903近年来,随着社会经济发展和城市化进程,河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严重,其中特别以生活污水对河流产生的有机污染问题更为突出,使我国出现日益严重的水质性缺水现象,严重影响了人民的生产和生活,并制约了社会的可持续发展[1]。水体中有机化学物质的污染对人体健康的影响引起了全世界的广泛关注。水体有机污染物对人体健康具有极大的危害性[2]。目前,农村生活污水处理技术研究虽有所突破,但大多投资多、能耗高、运行费用高、管理难度大、应用性不强。缙云斜发沸石资源丰富,廉价易得,经过适当改性后,对工业废水、城市生活污水中的有机物等污染物有较好的处理效果[3,4]。笔者以缙云斜发沸石为原料,研究沸石投加量、接触时间、沸石粒径、污水pH值等因素对农村生活污水中有机物去除效果的影响,以在最适条件下对沸石进行温度活化和无机盐改性,利用改性沸石去除农村生活污水中的有机物。1试验1.1材料、仪器与装置1)材料试验沸石取自浙江省缙云县,为斜发沸石,属于单斜晶体,颜色为白色、淡黄色。呈宽板条状、细板条状、不规则粒状等。洗净、干燥后,研磨成<18目、18～36目和36～65目备用。其矿物成分主要为SiO2(73.3%)和Al2O3(11.7%),含有少量的Na2O(1.85%)、CaO(3.62%)、K2O(1.17%)和其他。试验农村生活污水取自丽水市莲都区城北村,包括人蓄粪尿及其冲洗水、厨房炊事用水、洗浴废水等所有的废水。试验药品均为分析纯。2)仪器与装置HY-4调速多用振荡器(江苏金坛市金城国胜试验仪器厂);SRJX-4-15箱式电阻炉;pHS-2型酸度计(上海雷磁仪器厂);101-2型电热鼓风干燥箱(上海沪南科学仪器厂);FA2104电子天平、坩埚等。1.2试验方法1)沸石吸附等温线的测定称取36～65目的沸石0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5g,置于250ml具塞锥形瓶中,分别加满农村生活污水(测得CODCr为306mg/L,氨氮为15.75mg/L,总磷为11.55mg/L),在150r/min和30℃条件下,振荡48h后过滤,测定滤液中有机物浓度;根据其浓度变化,计算沸石对有机物的吸附量,绘制有机物在沸石中的吸附等温线。2)有机物的去除试验在250ml磨口碘量瓶中,每次试验加入5g沸石,再用农村生活污水加满碘量瓶,盖紧塞子,在恒温振荡器以150r/min于30℃下进行振荡,使沸石与溶液充分接触产生吸附。振·29·长江大学学报(自然科学版)2008年6月第5卷第2期:理工JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Jun.2008,Vol.5No.2:Sci&EngDOI:10.16772/j.cnki.1673-1409.2008.02.025荡结束后,取静置后的上清液测定COD值,计算其去除效率。COD的浓度测定采用《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(GB11914-89)。3)加热改性方法分别称取天然沸石放入烘箱中,在不同温度下(350、450、550℃,焙烧温度一般控制在350～580℃之间)进行热处理,3h后取出放入干燥器中冷却至室温,密封保存。按照测定加热改性沸石对有机物的去除效果,以分别确定适宜的加热改性温度。4)无机盐改性方法选用CaCl2、NaCl和KCl等3种无机盐进行沸石改性。根据粒度大小、焙烧温度,选定沸石进行无机盐(钙盐、钠盐、钾盐)改性。沸石在一定浓度的CaCl2溶液中以振速150r/min于25℃下振荡24h,倒出上清液,用去离子水洗涤2～3次,最后将沸石在105℃下干燥2h制得改性沸石,置于干燥箱中备用。改用