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近些年来,水环境污染突发事件时有发生;其中,由氨氮废水导致的污染引起了广泛关注。所以,氨氮废水的处理已成为当今水处理行业重要任务。本试验采用静态振荡吸附法,选择白银天然沸石作为吸附材料,以模拟氨氮废水为处理研究对象。通过扫描电镜(SEM)、BET比表面积测试法和能谱仪(EDS)对天然沸石进行了表征,并测定了天然及NaCl改性的阳离子交换容量(CEC);利用高温焙烧改性、酸碱改性、NaCl改性等改性方法制备了改性沸石,并确定了适宜的改性方法和改性条件;利用静态振荡试验法分析了粒径大小、反应温度、振荡时间、溶液pH值、共存物质、氨氮的初始浓度、沸石投加量等不同影响因素对天然及NaCl改性沸石去除水中氨氮的影响;根据天然及NaCl改性沸石对水中氨氮的吸附性能,绘制了天然及改性沸石吸附氨氮的Langmuir及Freundlich等温线,并对天然及改性沸石吸附氨氮的热力学、动力学进行了研究。试验结果如下:(1)通过SEM照片可以看到天然沸石粗糙的表面及其发达的孔穴结构;利用BET测定天然沸石的比表面积为9.29m2/g;EDS测定结果显示,铝元素含量为11.36%,铁含量为14.55%,使得沸石呈砖红色;采用pH计指示电位滴定法,测定天然及NaCl改性沸石的阳离子交换量分别为80mmo1/100g和87.5mmo1/100g。(2)高温焙烧改性、酸碱改性不适于白银天然沸石的改性;而NaCl溶液改性能明显地提高沸石对水中氨氮的吸附能力;通过正交试验分析,NaCl溶液浓度是改性的主要影响因素,其次是固液比和改性时间,改性温度;NaCl溶液改性沸石最佳的改性条件是NaCl溶液浓度为8%、改性时间为6h、固液比为4g/100mL、改性温度35℃。(3)在对沸石粒径、振荡时间、氨氮初始浓度、反应温度、沸石投加量、pH值及共存物质等影响因素分析发现:在粒径为6~30目范围内,粒径越小,天然沸石吸附效果越好,大于30目时,变化趋势平缓;氨氮初始浓度的越高,天然及NaCl改性沸石对水中氨氮的吸附量越大,最终趋于平缓;其中NaCl改性沸石的最高吸附量可达10.11mg/g,比天然沸石的8.1mg/g,提高2.01mg/g;无论天然沸石,还是改性沸石,过度的提高投加量,均不能提高沸石对水中氨氮的去除效果,所以,要正确确定天然沸石的投加量,以避免不必要的浪费;天然及改性沸石对氨氮的吸附都具有“快速吸附、缓慢平衡”的特点,天然及改性沸石吸附水中氨氮的平衡时间分别为90min和180min左右;天然沸石吸附水中氨氮的pH适用范围为4~9,NaCl改性沸石为pH=4~8;反应温度为25℃和35℃时吸附效果差别不大;共存物质中同含有氯时阳离子的影响大小为:K+>Na+>Ca2+;共存物质中同含有钠时阴离子的影响大小为:SO42->NO3->Cl->H2PO4-。(4)Langmuir吸附等温线的相关系数要高于Freundlich吸附等温线的相关系数,说明吸附基本是单分子层吸附,且该吸附过程是吸热反应;二级反应动力学模型(R2=0.99)比拟一级(R2=0.96)能更好地描述沸石对氨氮的吸附动力学行为;该过程并不仅仅是由颗粒间扩散控制的,而是多步骤控制的吸附过程。