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摘 要：为了去除水中的氨氮元素，降低水体富营养化程度，本文以碳化稻壳作为吸附剂，采用室内淋洗试验研究的方法，通过对不同粒径下碳化稻壳及碳化稻壳与不同材料混合物共同吸附氨氮过程的研究，探索了碳化稻壳对氨氮的吸附性能。旨在为开发利用碳化稻壳作吸附剂处理污水中氨氮提供理论依据。研究结果表明，随着碳化稻壳粒径的减小，吸附量逐渐增加，即碳化稻壳40目﹤60目﹤80目﹤100目，即减小碳化稻壳的粒径可以增大碳化稻壳的吸附量，增强碳化稻壳的吸附能力；
关键词：碳化稻壳；粒径；废水；氨氮
1.水污染现状
随着我国国民经济的不断发展，在经济发展与生态环境的冲突中，环境问题己经上升为全球问题，成为衡量一个国家或地区可持续发展程度的重要指标。在环境问题中最为突出的是水污染问题。目前，我国有2/3的河流已经被污染，其中海河流域水污染最为严重。水环境的恶化加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康，这已经成为制约我国可持续发展的重要因素。
2.氨氮污染的危害
氮、磷污染是指随着人类对环境资源开发利用活动的日益增加，大量含氮、磷的各种洗涤剂、工业原料、农业肥料的生产过程以及人体的排泄物等物质排入江河湖泊中，增加了水体营养负荷，其直接后果是引起水体的富营养化。
（1）生成氯化氰剧毒副产物。水中有氨及有机物存在时，加入氯后，将产生氯化氰。氯化氰在人体中迅速代谢生成氰化物CN-，世界卫生组织在1993年提出的“饮用水水质准则”中，指导值为70μg/L，在用氯和氯胺消毒的水中，检出的氯化氰的浓度分别为0.4μg/L和1.6μg/ L。
（2）影响水中有机物的氧化效率。在处理受到污染的原水时，往往在常规水处理工艺后，继之以臭氧--生物活性炭处理工艺。一般希望既能去除水中的有机物，又能去除水中的氨氮。氨氮在生物活性炭滤池中在亚硝化菌及硝化菌的作用下，通过水中的溶解氧氧化，使之转化成硝酸盐，每氧化1mg/L氨氮，要消耗溶解氧4.57mg/L。
（3）生物体产生不良的影响。氨氮污染物不仅造成水体生态系统功能紊乱，还将给生物体造成不良的影响。高浓度氨氮进入接纳水体，将消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，危害水生动物，致使水体出现恶臭味道、水质下降。一些藻类的蛋白质毒索，可富集在水产生物体内，并通过食物链使人中毒。其中蓝藻门的藻类毒性最强，污染范围广且最严重，产生的毒素危害鱼和家畜。氨氮在水中微生物作用下转变为化合态的硝态氮和亚硝态氮，对人和生物的毒害作用更大。
3.氨氮污染的治理技术
由于氨氮废水对水体的不良影响，而使对其处理显得日趋重要，去除水中的氮对缓解我国目前严峻的水体污染形势有重要意义。目前，国内外废水脱氮方法有许多，主要有物理化学法、生物法和化学法。
4.本项研究的目的与意义
我国是世界上最大的水稻种植国家，据农业部的统计，2005年我国稻谷产量18 059万吨，稻壳通常占稻谷的20%，照此计算，稻壳资源十分丰富。本文研究主要以碳化稻壳为吸附基质探讨其对生活污水中氨氮的去除效果，以期为我国研发廉价、处理效果好的污水净化剂提供基础资料。
5不同粒径的碳化稻壳对污水中氨氮的净化效果分析
5.1 40目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图2可知，40目的碳化稻壳对氨氮的吸附量呈现增加后减少的趋势，与20目的趋势相同。在前4天，吸附量迅速增加。第5天与第4天的吸附量相同。由曲线图的公式可以算出，第4.2天时，吸附量达到最大值。第6天以后，吸附量减少，第11天为最小值0.05mg/g 。
5.2 60目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
从图3可以看出，60目下碳化稻壳对氨氮的吸附量继续遵循上述趋势。前4天吸附量呈上升趋势，并在第4天达到吸附量的最大值。随后几天里，吸附量不再增加，基本保持不变。7天后，吸附量随时间不断减小。和上图比较，得知60目的碳化稻壳对氨氮的吸附量值比40目下的吸附量明显升高。
5.3 80目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图可知，80目时碳化稻壳对氨氮的吸附量的变化趋势与前面基本相似，但起伏并不如前面明显。前3天吸附量呈上升趋势，第4天、第5天的吸附量均不在变化，与第3天相同。第6，7，8天变化不大。第11天时，吸附量有所减少，为0.075mg/g。
可以看到，80目的碳化稻殼对氨氮的吸附量比60目的吸附量高出很多。由于80目的碳化稻壳的粒径很小，磨的很细的固体会具有很大的比表面积，所以80目的碳化稻壳的吸附能力非常强。
5.4 100目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图可见，100目的碳化稻壳对氨氮的吸附量的变化趋势与80目的非常相似。前3天吸附量逐渐升高。随后的六天，吸附量并无变化，均为0.078mg/g。在试验的最后3天，吸附量有所下降。
结论
1.碳化稻壳吸附氨氮的过程中，吸附量随时间而改变，总是先增大后减少，并且在第5天左右达到吸附量最大值。
2.在本实验的研究范围内，随着碳化稻壳粒径的减小，吸附量增加，并在100目时达到吸附量的最大值。即通过减小粒径，提高碳化稻壳除氨氮的效果。
参考文献
[1]柳来栓，刘有智.旋转填料床处氨氮废水的技术经济分析.化学工程师.2003.84（3）：42-44
[2]岳舜琳.给水中的氨氮问题.净水技术.2001.20（2）：12-15
[3]吴霞芬.中国的水污染问题[J].中国地质.1998.（9）：35-38
关键词：碳化稻壳；粒径；废水；氨氮
1.水污染现状
随着我国国民经济的不断发展，在经济发展与生态环境的冲突中，环境问题己经上升为全球问题，成为衡量一个国家或地区可持续发展程度的重要指标。在环境问题中最为突出的是水污染问题。目前，我国有2/3的河流已经被污染，其中海河流域水污染最为严重。水环境的恶化加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康，这已经成为制约我国可持续发展的重要因素。
2.氨氮污染的危害
氮、磷污染是指随着人类对环境资源开发利用活动的日益增加，大量含氮、磷的各种洗涤剂、工业原料、农业肥料的生产过程以及人体的排泄物等物质排入江河湖泊中，增加了水体营养负荷，其直接后果是引起水体的富营养化。
（1）生成氯化氰剧毒副产物。水中有氨及有机物存在时，加入氯后，将产生氯化氰。氯化氰在人体中迅速代谢生成氰化物CN-，世界卫生组织在1993年提出的“饮用水水质准则”中，指导值为70μg/L，在用氯和氯胺消毒的水中，检出的氯化氰的浓度分别为0.4μg/L和1.6μg/ L。
（2）影响水中有机物的氧化效率。在处理受到污染的原水时，往往在常规水处理工艺后，继之以臭氧--生物活性炭处理工艺。一般希望既能去除水中的有机物，又能去除水中的氨氮。氨氮在生物活性炭滤池中在亚硝化菌及硝化菌的作用下，通过水中的溶解氧氧化，使之转化成硝酸盐，每氧化1mg/L氨氮，要消耗溶解氧4.57mg/L。
（3）生物体产生不良的影响。氨氮污染物不仅造成水体生态系统功能紊乱，还将给生物体造成不良的影响。高浓度氨氮进入接纳水体，将消耗水体中的溶解氧，造成水体缺氧，危害水生动物，致使水体出现恶臭味道、水质下降。一些藻类的蛋白质毒索，可富集在水产生物体内，并通过食物链使人中毒。其中蓝藻门的藻类毒性最强，污染范围广且最严重，产生的毒素危害鱼和家畜。氨氮在水中微生物作用下转变为化合态的硝态氮和亚硝态氮，对人和生物的毒害作用更大。
3.氨氮污染的治理技术
由于氨氮废水对水体的不良影响，而使对其处理显得日趋重要，去除水中的氮对缓解我国目前严峻的水体污染形势有重要意义。目前，国内外废水脱氮方法有许多，主要有物理化学法、生物法和化学法。
4.本项研究的目的与意义
我国是世界上最大的水稻种植国家，据农业部的统计，2005年我国稻谷产量18 059万吨，稻壳通常占稻谷的20%，照此计算，稻壳资源十分丰富。本文研究主要以碳化稻壳为吸附基质探讨其对生活污水中氨氮的去除效果，以期为我国研发廉价、处理效果好的污水净化剂提供基础资料。
5不同粒径的碳化稻壳对污水中氨氮的净化效果分析
5.1 40目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图2可知，40目的碳化稻壳对氨氮的吸附量呈现增加后减少的趋势，与20目的趋势相同。在前4天，吸附量迅速增加。第5天与第4天的吸附量相同。由曲线图的公式可以算出，第4.2天时，吸附量达到最大值。第6天以后，吸附量减少，第11天为最小值0.05mg/g 。
5.2 60目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
从图3可以看出，60目下碳化稻壳对氨氮的吸附量继续遵循上述趋势。前4天吸附量呈上升趋势，并在第4天达到吸附量的最大值。随后几天里，吸附量不再增加，基本保持不变。7天后，吸附量随时间不断减小。和上图比较，得知60目的碳化稻壳对氨氮的吸附量值比40目下的吸附量明显升高。
5.3 80目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图可知，80目时碳化稻壳对氨氮的吸附量的变化趋势与前面基本相似，但起伏并不如前面明显。前3天吸附量呈上升趋势，第4天、第5天的吸附量均不在变化，与第3天相同。第6，7，8天变化不大。第11天时，吸附量有所减少，为0.075mg/g。
可以看到，80目的碳化稻殼对氨氮的吸附量比60目的吸附量高出很多。由于80目的碳化稻壳的粒径很小，磨的很细的固体会具有很大的比表面积，所以80目的碳化稻壳的吸附能力非常强。
5.4 100目的碳化稻壳对氨氮的净化效果分析
由图可见，100目的碳化稻壳对氨氮的吸附量的变化趋势与80目的非常相似。前3天吸附量逐渐升高。随后的六天，吸附量并无变化，均为0.078mg/g。在试验的最后3天，吸附量有所下降。
结论
1.碳化稻壳吸附氨氮的过程中，吸附量随时间而改变，总是先增大后减少，并且在第5天左右达到吸附量最大值。
2.在本实验的研究范围内，随着碳化稻壳粒径的减小，吸附量增加，并在100目时达到吸附量的最大值。即通过减小粒径，提高碳化稻壳除氨氮的效果。
参考文献
[1]柳来栓，刘有智.旋转填料床处氨氮废水的技术经济分析.化学工程师.2003.84（3）：42-44
[2]岳舜琳.给水中的氨氮问题.净水技术.2001.20（2）：12-15
[3]吴霞芬.中国的水污染问题[J].中国地质.1998.（9）：35-38