天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究_刘琳

农业环境科学学报2011,30(10):2130-2135JournalofAgro-EnvironmentScience摘要：为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的，采用天然沸石作为人工湿地基质，对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程，考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明，Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征；在两种水质中，单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大，在两种水质中，沸石对氨氮的吸附过程在0~8h内均随时间显著上升，到48h时达到吸附平衡；当采用NH4Cl溶液时，初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时，平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1；当采用猪场厌氧发酵液时，初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时，平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1；增加沸石用量，可以提高氨氮的去除率，但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程；由模型得出的天然沸石对氨氮的平衡吸附量与试验所得最大吸附量偏差范围分别为5%~11%和2.9%～5.4%。关键词：天然沸石；氨氮吸附；NH4Cl溶液；猪场厌氧发酵液；准二级动力学模型中图分类号：X703.5文献标志码：A文章编号：1672-2043(2011)10-2130-06天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究刘琳1，吴树彪1，郭建斌1，程彬1，董仁杰2，庞昌乐2*（1.中国农业大学农业部设施农业工程重点开放实验室，北京100083；2.中国农业大学工学院，北京100083）AdsorptionofAmmoniaNitrogeninEffluentfromPigManureBiogasPlantbyZeoliteLIULin1,WUShu-biao1,GUOJian-bin1,CHENGBin1,DONGRen-jie2,PANGChang-le2*（1.KeyLaboratoryofAgricultureEngineeringinStructureandEnvironment,ChinaAgricultureUniversity,Beijing100083,China;2.CollegeofEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China）Abstract：Inordertoenhancetheammoniumremovalinconstructedwetland,theadsorptionperformancesofthenaturalzeolitewerestudiedinbatchexperimentswithammoniumchloridesolutionandeffluentfrompigmanurebiogasplant（EPMBP）.ItwasindicatedthatthecharacteristicsofisothermaladsorptionofammoniumwithnaturalzeolitecouldbewelldescribedbyboththeLangmuirandFreundliche－quations，however,theresultsfittheFreundlichequationbetterthantheLangmuir.Saturationadsorptioncapacitiesofnaturalzeoliteinam－moniumchloridesolutionandEPMBPwere16.20mg·g-1and3.85mg·g-1respectively.Theadsorptioncapacitywasaffectedbyadsorptiontime,initialammoniumconcentrationandqualityofzeolite.Theadsorptionproceededlinearlyinthefirst8hoursandtheadsorptionequilib－riumwasreached40hourslater.Thezeoliteadsorptioncapacityinammoniumchloridesolutionincreasedfrom0.19mg·g-1to5.91mg·g-1whentheinitialammonianitrogenconcentra