改性沸石制备及处理中高浓度氮磷废水研究

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随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高,氮磷污染物的排放量急剧增加。氮磷是导致水体富营养化的重要因素,还会影响供水水质,增加净水成本,威胁人类健康。同时氮磷作为一种重要资源,既是所有生物细胞的组成元素之一,又是农肥和饲料等的生产原料,在氮磷废水的处理中,越来越重视能否实现氮磷的回收。目前微污染水源水中氮磷的净化方法已经非常成熟,而中高浓度氮磷废水的处理往往存在经济和技术上问题,难以达到排放标准。本文以中高浓度氮磷废水为研究对象,采用吸附法并选择沸石作为吸附材料,通过对其进行改性处理,制备出用于处理氨氮废水的钠型沸石和用于处理含磷废水的载铁沸石(β-FeOOH-Z)和载铝沸石(γ-AlOOH-Z),主要研究结果如下:钠型沸石具有较好的氨氮吸附性能,优化条件下制备的钠型沸石对氨氮的平衡吸附量为6.26mg/g,比天然沸石提高71.1%;NaCl溶液可以有效地对钠型沸石进行再生处理,解吸后NaCl溶液中氨氮浓度为183.3mg/L,可以实现氨氮的富集与回收,钠型沸石可以循环使用。水解法制备的载铁沸石吸附剂β-FeOOH-Z具有较好的磷吸附效果,表面有效负载纯相β-FeOOH。优化制备条件下100-120目的载铁沸石对磷的吸附量达到7.68mg/g,比天然沸石提高79.6%;β-FeOOH-Z对磷的吸附过程为静电非特性吸附和配位体交换特性吸附共同作用的结果,且表面羟基与磷酸根离子的配位体交换是主要机制;β-FeOOH-Z再生效果较好,解吸率在93.5%左右,解吸后解吸液中磷浓度为180.3mg/L,可以实现磷的富集与回收。沉淀法制备的载铝沸石吸附剂γ-AlOOH-Z具有良好的磷吸附效果,优化制备条件下100-120目的载铝沸石对磷的吸附量达到16.16mg/g,比天然沸石提高87.5%,;制备条件对γ-AlOOH-Z的成分有较大影响,γ-AlOOH-Z对磷的吸附过程同样为静电非特性吸附和配位体交换特性吸附的共同作用结果;γ-AlOOH-Z再生效果优于β-FeOOH-Z,5次吸附-解吸后解吸率没有明显变化并维持在95%左右,解吸后解吸液中磷浓度为184.7mg/L,可以实现磷的富集与回收。
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