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氨氮是导致水体富营养化的重要原因之一,废水特别是高浓度氨氮废水中氨氮负荷的削减控制对水体净化尤为关键。生物脱氮因技术成熟、二次污染程度低,耗能少而广泛应用于废水处理领域,是目前国内外水处理领域采用的最为普遍的技术方法。但高氨氮废水生化法处理过程中,产生的高浓度游离氨会抑制微生物的活性,导致生物硝化效率低下,成为高氨氮废水处理中的一大难点。沸石对水中的氨氮具有良好的选择吸附性,论文基于粉煤灰合成沸石的优化条件分析,进行了废水中不同初始氨氮浓度条件的的吸附(预)处理试验,实现了废水中氨氮的有效去除和氨氮负荷的良好削减,同时又能实现粉煤灰的资源化利用与以废治废。工业废水及畜禽养殖废水是高氨氮废水的主要来源。结合废水行业排放标准与特征工业废水、畜禽养殖原废水中氨氮浓度,确定试验研究中的氨氮初始浓度范围,采用粉煤灰合成沸石作为吸附剂,进行合成沸石的氨氮吸附特性实验;针对养猪场实际废水,探究了粉煤灰合成沸石对氨氮去除效果及主要影响因素。本文的主要研究内容和结论如下:(1)合成沸石的优化制备及特性表征采用水洗、酸洗、水洗-酸洗等三种方式对粉煤灰进行预处理。实验结果表明:相较于其它两种预处理方式制备的沸石,水洗-酸洗预处理粉煤灰制备法有利于提高合成沸石的氨氮吸附能力,其氨氮去除率分别为水洗、酸洗粉煤灰合成沸石的4.37倍和1.1倍。与酸洗预处理相比,其盐酸用量可减少18.18%。采用单因素试验进行沸石水热合成条件的优化,分别考察了水热合成的时间、水热合成的适宜温度、合成沸石的最佳液固比对合成沸石氨氮吸附能力的影响,确定实验条件下适宜的合成条件分别为48h,95℃,6mL/g。对该条件下合成的沸石进行理化特性表征,XRD、SEM、BET、FT-IR表明,本研究合成了以P型为主的沸石,其比表面积是原粉煤灰的38倍。(2)合成沸石对模拟废水中氨氮的吸附实验研究在系列250mL的反应器中,进行合成沸石对氨氮的静态吸附实验。采用单因素实验确定了实验条件下合成沸石吸附氨氮的适宜反应参数,即震荡频率为180r/min,pH为7左右;初始氨氮浓度20500mg/L范围时,其粉煤灰合成沸石对氨氮去除效率为40.31%100%。磷酸盐的共存可能会在一定程度上削弱合成沸石对附氨氮的吸附能力,但这种影响甚微,氨氮去除率下降了1.88%6.87%%。在初始氨氮浓度20500mg/L下,合成沸石对废水中氨氮吸附均符合准二级动力学方程,其对氨氮的吸附以化学吸附为主。相应t0.5值分别为12.01min,8.83min,6.75min,5.87min,废水中氨氮吸附去除的速率迅速。Langmuir模型与Freundlich模型均能良好地描述合成沸石对氨氮的等温吸附过程,实验条件下,合成沸石吸附氨氮的最大吸附容量为30.97mg/g。实验条件下,粉煤灰合成沸石对氨氮的吸附是由离子交换和吸附两种方式共同作用的结果,但以离子交换为主。(3)合成沸石处理养猪场实际废水中氨氮的实验研究采用合成沸石处理实际养猪场综合进水及生化单元出水(氨氮浓度分别为584mg/L,189mg/L),探究了吸附时间、吸附剂投加量对氨氮吸附的影响。实验结果表明:当进水及生化单元出水中沸石投加量分别为30g/L,10g/L时,反应时间2h时,其氨氮去除率分别为49.98%,59.81%,稳定时去除率约分别为50.58%52.31%和60.08%62%;合成沸石的氨氮去除量随吸附剂投加量的升高而增大,并逐渐趋于稳定,当合成沸石投加量1060g/L时,进水氨氮去除效率为21.64%68.34%,当合成沸石投加量为530g/L时,生化单元出水中氨氮去除率为32.37%75.61%。与合成沸石处理氨氮模拟废水相比,养猪场废水中高浓度有机物及金属阳离子的存在,氨氮去除效率仅降低了3.12%15.72%,影响较小,粉煤灰合成沸石具有处理高浓度氨氮废水的潜力。目前,粉煤灰合成沸石处理高氨氮废水多处于实验室研究阶段,且其对实际废水处理过程中的影响因素与参数优化有待深入探讨。本研究采用水洗-酸洗预处理方式预处理粉煤灰,优化制备了粉煤灰沸石,明确了其吸附特性,并针对养猪废水中高氨氮的去除进行了实验室小试研究。论文研究旨在为合成沸石吸附氨氮技术的研发与应用提供理论与技术支撑。