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水是生命之源,水体污染已经是人们越来越关注的问题,水体污染包括工业污染和农业污染,养殖废水是农业污染中较为严重的污染之一。养殖废水中浊度、化学需氧量(COD)和氨氮含量等都很高,会造成水体富营养化,毒害水中的鱼类。本论文以硅酸钠、硫酸铝和硫酸铝为原料合成了絮凝剂聚硅酸硫酸铝铁(PSAFS),用于养殖废水的预处理,研究了人造沸石去除废水中氨氮的最佳条件及机理,探讨了人造沸石电化学再生的影响因素,评估了人造沸石多次吸附再生的性能。研究了絮凝剂PSAFS的合成条件以及废水的pH值对废水浊度去除率的影响。PSAFS的傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)结果可知,原料中的SO42-,Fe3+和Al3+均参与了反应,其与聚硅酸络合共聚成高分子无定型聚合物。并且,PSAFS的合成条件对絮凝效果影响很大,最佳条件为:n(Fe):n(Al)值为2,n(Fe+Al):n(Si)值为8,熟化时间为21h。当絮凝剂的投加量为30mL/L,废水的pH值为5时,絮凝效果最好,废水浊度的去除率高达91.86%。尝试用人造沸石处理絮凝沉降后的养殖废水,以氯化铵溶液为模拟氨氮废水探讨了人造沸石去除氨氮的最佳条件。结果表明,人造沸石对氨氮的去除速率是先快后慢,吸附90min时吸附基本达到平衡;由于沸石对氨氮的吸附是一个放热过程,氨氮去除率随温度的升高而降低;当废水酸性太强或太弱时,都不利于人造沸石对氨氮的吸附,酸性太强时,废水中的H+会与NH4+存在竞争关系,而碱性太强时,氨氮会以NH3·H2O的形式存在。此外,人造沸石的最佳投加量为120g/L,在最佳的条件下,人造沸石对养殖废水中氨氮的去除率可达80.12%。分别研究了沸石对氨氮的吸附动力学、吸附热力学以及离子交换过程。在吸附动力学探究中,首先用伪一级和伪二级动力学模型模拟了吸附过程,其中伪二级动力学模型能更好地描述沸石对氨氮的吸附过程;内扩散动力学模型进一步对吸附过程进行模拟可知,沸石对氨氮的吸附过程分为三步:液膜扩散、内扩散过程和动态平衡。在吸附热力学研究中,用Langmuir模型、Freundlich模型和Tempkin模型进行吸附等温模拟,其中Langmuir模型和Freundlich模型能更好地描述沸石对氨氮的吸附平衡;并且热力学研究还表明,沸石对氨氮的吸附是一个放热过程,且为物理化学吸附。离子交换实验研究表明,沸石对氨氮的离子交换过程以Na+的交换为主,K+、Ca2+的交换为辅,Mg2+基本不参与交换。选用氧化铅电极,研究了人造沸石电化学再生的影响因素,评估了人造沸石多次吸附再生的性能,并用响应面法验证了再生实验的最佳条件。结果表明,随着电解时间的增加,人造沸石的再生效果提高,当电解时间为40min时,吸附再生达到平衡;再生液pH为10时人造沸石再生效果最好,碱性太强时电解产生的氯气在阳极生成C103-,降低了游离氯的浓度;电解液中的NaCl起到导电的作用,并在电解过程中生成氯气和次氯酸来氧化氨氮,但当Na+浓度过高时会产生负面影响,在本实验的研究范围内,最佳的NaCl浓度为O.lmol/L;沸石的解吸是吸热反应,当温度升高时,沸石再生率增加,但是温度超过50℃时,会使得Na+从固相沸石中解吸到液相中去,从而会使沸石再生率降低。在上述最佳条件下,沸石的再生率可达到97.48%。人造沸石经6次吸附再生,在模拟氨氮废水和实际养殖废水中,人造沸石的再生率均达到84%以上,说明人造沸石有良好的再生性能。