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随着工业的发展,氨氮废水的排放量日趋增多。在过高浓度氨氮废水中,氨氮可被微生物转化为毒害较大的硝态氮,亚硝态氮等,对人体及水中生物产生一定的毒害作用,同时造成水中微生物及藻类的大量繁殖,形成水体富营养化污染,因此对水体中氨氮的去除有至关重要的实际意义。现在由于氨氮废水的控制越来越严格,高浓度氨氮废水的处理研究日益引起关注。
文章通过参阅大量资料文献,在探讨高浓度氨氮废水的形成、分布及对人体危害的基础上,分析比较了目前国内外使用的各种去除氨氮的方法,并对不同处理方法的优缺点进行了对比。主要探讨了将天然沸石通过熔融一水热法改性和以MgHPO4·3H2O为吸附剂的化学法去除氨氮的方法。
本论文主要研究以下几个方面:
一、采用氢氧化钠碱熔水热法处理缙云斜发沸石,并以其对氨氮废水进行处理,采用正交实验研究了碱熔法处理斜发沸石过程中的各个影响因素,确定了碱熔水热法改性沸石的最佳条件。试验表明:处理沸石的水热温度对氨氮去除效果影响最显著。用粉末X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和扫描电镜(SEM)对改性前后的沸石进行了表征。结果表明:用碱熔法处理的沸石转变为低硅铝比的Na-P型分子筛,它对氨氮废水中NH4+-N的去除效果要比天然斜发沸石好,且是个快速吸附平衡过程。当改性沸石投加量为5 g,对100mL浓度为1000 mg·L-1氨氮溶液,氨氮去除率可达77.8%,改性沸石吸附NH4+-N的过程较好的符合Langmuir吸附等温模式,偏向于单分子层的吸附过程。文章还对改性沸石的再生问题及其对金属离子Cu2+的吸附作了初步研究。
二、通过磷酸盐复分解法制备磷酸氢镁,然后探讨了以磷酸氢镁(MHP)为吸附剂,Na2CO3为pH调节剂来处理高浓度氨氮废水的过程。结果表明:对于100 mL浓度为1000 mg/L氨氮溶液,当MHP投加量为2.5 g,Na2CO3投加量为0.5 g,氨氮的去除率将达到92.5%。同时以XRD,TG-DTA研究手段探讨沉淀产物磷酸铵镁(MAP)的热解行为,并在100℃下将MAP直接进行热解3h后再处理高浓度氨氮废水。在此基础上进行多次循环处理,表现出良好的循环使用性能,同时大大降低了处理成本。
三、在改性沸石及化学法研究去除氨氮废水的基础上,以高浓度氨氮模拟废水为处理对象,研究了两者组合工艺去除氨氮的效果,氨氮去除效果明显。