复合改性沸石的制备及其在氨氮废水处理中的试验分析

含氮废水的排放会导致藻类大量生长,氨氮的处理对防止水体富营养化尤为重要,氨氮废水中的氮主要以游离氮(NH3)和氨离子(NH4+)的形式存在。天然沸石作为一种废水中常用的水处理剂,广泛应用于废水处理中的脱氮、除磷和去除有机污染物,在废水处理领域具有比较广阔的应用前景。文章研究了以天然沸石为载体,通过无机盐(NaCl溶液)+高温加热复合改性后并制成颗粒,比较了天然沸石与复合改性沸石对氨氮吸附效果的变化,考察改性沸石吸附性能随投加量、pH值、吸附时间、溶液温度等因素的影响。试验结果表明,在改性沸石投加量为10g/L、pH=7、吸附时间为60min、溶液温度为25℃条件下,模拟水样氨氮去除率可提升至65%以上。

改性沸石去除地下水中铁锰的研究进展

根据沸石的结构特征并利用沸石进行除铁锰的动力学机理总结了影响其除铁锰性能的材料自身的因素,综述了对沸石进行改性的方法以及改性前后的对比,其中包括在合成过程中在保证沸石基本框架的前提下,对影响沸石合成的因素,即硅铝比、杂质去除、碱度、结晶温度、晶化时间、导向剂的人为控制调节,以及进行微波、高温、涂层、化学药剂浸泡的预处理改性。为改性沸石后续研究提出参考和建议。

强化混凝耦合改性沸石过滤处理微污染水

针对南方某市微污染水源水(XJ)低温低浊及氨氮问题,采用烧杯实验及中试动态运行实验进行复合助凝剂强化混凝耦合改性沸石过滤处理低温低浊及氨氮效能研究。结果表明,配置的Fe/Si复合助凝剂在絮凝初期投加时明显提高了低温低浊水的出水水质。复合助凝剂的存在起到良好的吸附架桥作用,提高混凝效果。强化混凝对氨氮去除作用有限,不足10%。改性沸石颗粒(MZK)能够利用离子交换和化学吸附作用显著提高氨氮去除效果,去除率达到83.1%。在连续中试动态运行中,出水浊度基本控制在0.6 NTU;在240 h的运行周期内,MZK对氨氮的去除效果明显优于石英砂,氨氮的平均去除率为77.6%,出水处氨氮浓度均小于0.5 mg/L。强化混凝耦合改性沸石过滤为低温低浊及氨氮的水处理提供了理论基础和技术参考,具有较好的应用前景和推广价值。

NaCl改性沸石充释氧性能及对黑臭水体中氨氮去除效能研究

基于天然沸石的多孔性能和对氨氮具有良好的选择吸附特性,利用NaCl对其进行改性,研究其载氧、锁氧和缓释氧能力,并以模拟黑臭水体为对象,研究初始氨氮浓度、温度、pH等条件对改性沸石吸附氨氮能力的影响。结果表明,1.0 mol/L NaCl改性天然沸石可将模拟黑臭废水中溶解氧浓度从0.2 mg/L提高到7.2 mg/L,并保持数周,说明改性沸石具有锁氧功能,并且氧的缓释效果明显,有利于持续较长时间的水处理过程;在改性沸石材料投加量为10 g/L,pH为7,温度为25℃,初始浓度为30 mg/L的条件下对氨氮的去除率可达91.0%,表明改性沸石对改善高氨氮水质具有显著而高效的作用。

改性沸石/聚合氯化铝造粒复合材料对水中氨氮和磷的吸附性能研究

以改性沸石(MZ)和聚合氯化铝(PAC)为原料,添加粘结剂聚乙烯醇(PVA)和造孔剂碳酸氢钠(NaHCO_(3)),制备出可同步脱氮除磷的复合颗粒材料(MZP),并探究了投加量和pH等因素对氨氮和磷吸附性能的影响。结果表明,在MZP投加量为7 g/L,pH为6~8条件下,MZP对氨氮和磷的去除率均高于84%。MZP对氨氮和磷的吸附符合Freundlich吸附等温线模型,且吸附过程受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,符合准二级动力学模型,吸附过程MZP对氨氮和磷的最大理论吸附量分别为5.92、2.25 mg/g。共存离子对MZP吸附氨氮和磷有一定影响。经过5次吸附-解吸再生循环利用后,MZP仍能保持74%的氨氮去除率和52.6%的磷去除率。结合材料表征分析结果,MZP对氨氮的吸附主要为离子交换,对磷的吸附主要为静电吸附和配体交换。

阳离子季铵盐改性沸石对天然橡胶性能的影响

采用阳离子型季铵盐二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)对球磨后的天然沸石进行改性处理,将其等量替代部分炭黑后填充至天然橡胶(NR)中,制备天然沸石或改性沸石/NR复合材料,并对其进行结构表征和性能测试。通过离子交换反应,DMDAAC可以吸附在沸石表面,改变了沸石表面的化学性质,降低了沸石的极性,从而改善了沸石在NR中的分散效果,提升胶料的力学性能。结果表明,当替代量为5份时,硫化胶的抗拉强度可达28.6 MPa、撕裂强度为119.3 kN/m;阿克隆磨耗体积最小,为0.28 cm 3;抗屈挠疲劳效果最好,为31.5万次。当替代量为10份时,硫化胶的断裂伸长率可达491%,同时硫化胶还具有较高的抗湿滑性能和较小的滚动阻力。

改性沸石在农村生活污水处理中的应用

使用3种类型的沸石粉末(2种不同粒径分布的未改性沸石粉末和H_(2)O_(2)改性沸石粉),考察了其对农村生活污水中氨离子吸附能力。采用了多种技术,包括X射线衍射(XRD)分析、Brunauer-Emmett-Teller(BET)多层吸附理论测量实验,证明沸石粉末可以用作水中NH_(4)^(+)的吸附剂。通过动态光散射研究了沸石粉末的粒径。氮吸附-脱附等温线显示出Ⅰ型(纯微孔)和Ⅳ型(介孔)的混合等温线。这表明所研究的沸石材料是介孔(4.84 nm)和微孔(0.852 nm),并且含有缝隙/圆柱孔。改性沸石展现出良好的NH_(4)^(+)吸附性能(去除效率为72%),是一种潜在的吸附剂,可用于处理受氨离子污染的农村生活污水。

改性沸石+生物接触氧化处理氨氮实验研究

改性沸石吸附与生物接触氧化组合工艺在处理微污染水中氨氮方面,虽然已经取得了一定的研究成果,但对于组合工艺在不同类型微污染水体中的应用效果缺乏系统的研究。文中通过实验室规模的吸附和生物接触氧化实验,分析了不同操作条件下的氨氮去除效果,发现改性沸石可以有效提升氨氮的去除率,其中有机改性沸石表现最优,氨氮去除率高达98.5%,同时,生物接触氧化工艺中,曝气量和HRT的增加均能提高氨氮去除率,生物膜的成熟度也对去除效果有正面影响。

响应曲面优化改性沸石的制备及其对水中氨去除特性

采用柠檬酸钠联合高温煅烧制备改性沸石,利用响应曲面法优化制备参数,通过批次吸附实验探究了改性沸石去除水中氨的特性及机理。结果表明:柠檬酸钠质量分数为2.24%,煅烧温度为395.72℃,煅烧时间为3.58 h条件下制备的改性沸石效果最佳;在投加量为10 g/L条件下处理20 mg/L氨,去除率达到80.21%,较天然沸石提高35.62%。SEM和BET表明改性后沸石孔径增大了1.48倍。吸附氨的最佳pH为6,阳离子共存对吸附氨的影响顺序为:K^(+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^(+);拟二级动力学和Langmuir模型可更好地描述氨吸附过程,改性沸石循环5次后的氨去除率依然可达70.49%。本研究制备的改性沸石可作为吸附剂用于水中氨的高效去除。

氧化石墨烯/金属离子复合改性沸石体外吸附花生粕中黄曲霉毒素B_(1)性能研究

在动物饲料中添加吸附剂是减轻真菌毒素污染不良影响的有效途径。为了制备饲料黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))高效脱毒剂,采用固相分散法制备了氧化石墨烯/金属离子复合改性沸石,通过研究其在模拟胃环境(pH=2)和肠环境(pH=6.8)下对花生粕中AFB_(1)的体外吸附率,筛选出最优复合改性沸石,并对其进行结构表征及吸附性能研究。结果表明:氧化石墨烯/钙离子复合改性沸石(GO-Ca-Z)对花生粕中AFB_(1)的吸附率最高;其具有丰富的孔隙;在pH为2和6.8的环境下,GO-Ca-Z(2∶1)(GO与Ca-Z的质量比为2∶1)的最大吸附量分别为0.046 mg/g和0.036 mg/g,与未改性的沸石相比,吸附量分别提高了2.42和3倍;吸附过程符合准二级模型,说明化学吸附在吸附体系中起到主要作用;经过酸浸泡后GO-Ca-Z(2∶1)比表面积和总孔体积显著增加,说明酸处理有利于提高材料的吸附性能。

复合改性沸石强化MBR工艺处理污水实验研究

天然沸石应用广泛,对生活污水中的污染物如氮磷具有一定的吸附能力,通过物理化学的方法改性后可提高沸石的孔隙率和吸附效果,达到有效去除污水中氨磷的目的。以天然沸石为载体,通过碱液预处理+盐(氯化钠溶液)复合改性后并制成颗粒,研究投加复合改性沸石对MBR工艺处理污水的影响,考查复合改性沸石(MZ)投加量、反应温度及反应时间对污水中各基质(COD、TP和NH+4-N)去除效率和吸附量的影响效果。实验结果表明,当复合改性沸石(MZ)投加量为10 g/L时,对MBR工艺处理污水中COD、NH+4-N和TP去除率为最佳,微生物以复合改性沸石吸附剂为载体,改善了吸附特性,强化了对各基质的去除。

HDTMA改性沸石强化尾水氮磷吸附性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对天然沸石进行改性,研究HDTMA质量浓度、沸石粒径等因素对HDTMA改性沸石在低污染废水中同时吸附NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和PO_(4)^(3-)-P三种污染物的影响。结果表明,沸石粒径为80~100目,HDTMA质量浓度为10 g/L,改性沸石投加量为20 g/L时,HDTMA改性沸石对NO_(3)^(-)-N和PO_(4)^(3-)-P的去除率最高,为87.07%和95.24%,但对NH_(4)^(+)-N吸附能力明显降低。沸石粒径为80~100目、HDTMA质量浓度为5 g/L时,HDTMA改性沸石既对PO_(4)^(3-)-P具有较高的吸附能力,又能够保持对NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N较高的去除率。HDTMA改性沸石的吸附遵循Langmuir等温吸附模型以及准二级动力学模型。利用HDTMA改性沸石可实现污水厂尾水中氮磷的同步高效去除。

改性沸石处理水中硝酸盐研究进展

综述了近年来各种改性沸石对于硝酸盐污染物吸附处理的研究进展,从表面活性剂改性、酸溶液改性、碱溶液改性和金属盐溶液改性几个改性方法出发,介绍了这几种方法对天然沸石的改性机理,对改性沸石吸附处理水中硝酸盐污染物的前景进行了展望,包括寻找新型改性材料、将几种不同改性方法进行组合,以减少单一改性方法不足,为后续新型改性沸石方法提供参考。

碱改性沸石吸附铅和氨氮性能及对稀土矿山土壤的修复作用

针对废弃离子型稀土矿山中的重金属铅和氨氮复合污染问题,本文采用木醋液、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠对天然沸石进行改性,利用扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)分析改性前后沸石的微观结构和物相组成变化。开展室内模拟溶液中吸附动力实验;以现场采集的土壤为基质,进行柱淋滤实验及土壤中稳定化实验,分析了天然沸石和氯化钠、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠三种不同改性沸石对铅和氨氮的形态影响。结果表明:碱改性沸石和碱+木醋液改性沸石对200mg/L铅的去除率超过94%,对30mg/L氨氮的去除率大于65%;2%(质量百分比)为碱改性沸石的最佳添加比例,使土壤中铅有效态固化率达52%,氨氮由不稳定态向稳定态转化。现场中试实验证明,添加修复材料6个月后,碱改性沸石吸附稳定土壤中氨氮达94.61%。碱改性沸石不仅制备工艺简单,价格便宜,无二次污染,而且对土壤中铅和氨氮复合污染有很好的稳定化效果,可作为用于废弃稀土矿山土壤修复稳定化材料之一。

木醋液改性沸石吸附制革废水Cr^(3+)的应用研究

对用木醋液改性沸石处理制革含铬废水进行了应用试验研究,对改性沸石用量、废水p H值、处理时间,除铬效果等因素的影响,进行了试验,结果表明:当废水pH≥4, Cr^(3+)≤300 mg/L时,按铬与改性沸石量比1∶500投加改性沸石进行处理,铬去除率大于99%,污水可达排放标准。

改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺处理微污染水中氨氮的试验研究

珠江水系上游河段的微污染水源水存在氨氮浓度突发性增高的情况,而传统的饮用水处理技术不能有效去除氨氮。本研究采用改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺,建立一套污水处理能力1 m^(3)/h的中试装置,对存在氨氮浓度突发性增高的微污染水进行处理。结果表明,氨氮浓度突发性增高时,改性沸石吸附对氨氮的去除率为44.51%,改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺的氨氮去除率可达94.17%,出水氨氮浓度低于0.5 mg/L。相比常规工艺,改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺可以减少运行费用约0.066元/m^(3),减少率为14.8%。

改性沸石粉-水泥固化Cu污染土强度试验研究

土体遭受Cu污染后不仅对植物生长造成危害,其中的Cu也会通过食物链逐级富集,最终对人体造成威胁,并且土体中的Cu^(2+)可能对土体本身的微观结构、力学性质等产生影响。目前,国内外对重金属污染土通常采用水泥固化处理,但需要大量水泥才能达到理想除污效果。选取改性沸石粉与水泥对Cu污染土进行联合固化,通过强度试验发现土体受重金属铜污染后,无侧限抗压强度值会降低,采用改性沸石粉-水泥稳定/固化后,显著提高了土体的无侧限抗压强度,并且固化后土体的无侧限抗压强度值与水泥掺量、Cu^(2+)浓度和养护龄期等因素相关,其中Cu^(2+)浓度影响较小,水泥掺量和养护龄期对强度值的影响均比较大。

FeCl_(3)改性沸石制备条件优化及磷吸附机制研究

为建立沸石FeCl_(3)改性条件的优化方法,提高磷吸附效率,阐明磷吸附机制,采用响应面法考察FeCl_(3)浓度、改性时间、改性转速、改性温度4因素对改性沸石磷吸附效果的影响,建立多元回归模型,确定改性条件的最优组合;用SEM、BET、XRD、FTIR表征技术,结合等温吸附、吸附动力学模型,阐明FeCl_(3)改性沸石的磷吸附机制。结果表明,4个因素对FeCl_(3)改性沸石的磷吸附效果有显著影响,改性条件与磷吸附率间的多元回归模型R((TP%))2为0.987 9,R(adj(TP%))2为0.975 9,拟合度好,响应面优化后最佳改性条件为FeCl_(3)浓度3.8 mol/L,改性时间6 h,改性温度32℃,改性转速186 r/min。表征结果表明,FeCl_(3)改性没有破坏沸石的骨架结构,Fe_(2)O_(3)负载于沸石表面,增加了比表面积,与磷的络合吸附作用可以提高磷吸附效率。Langmuir、Freundlich方程的R^(2)分别为0.995 95、0.985 66,说明单层吸附与多层吸附同时存在。二级动力学模型的R^(2)为0.870 09,大于一级动力学模型的R^(2)(0.501 53),说明二级动力学模型可以更好地描述FeCl_(3)改性沸石对磷酸盐的吸附动力学特征,FeCl_(3)改性沸石对磷酸盐的吸附以化学吸附为主。

铝和锆改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用

通过试验方法考察了2种不同底泥改良剂(铝和锆改性沸石)对太湖底泥-水系统中SRP(可溶解性磷酸盐)的固定作用.改性沸石改良前后太湖底泥对水中较高浓度磷的吸附平衡数据可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述,吸附动力学过程可用准二级动力学模型进行描述.太湖底泥、铝和锆改性沸石改良太湖底泥的最大磷吸附量分别为395、613和1 009mg/kg.被改良太湖底泥中,铝改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP(NaOH提取态磷)形态存在,锆改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP和Res-P(残渣态磷)形态存在.当水中初始ρ(SRP)很低时,太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥均释放出磷,其中后者的释磷量较低.改性沸石改良太湖底泥中的w(BAP)(BAP为生物有效磷)低于太湖底泥,w(liable-P)(liable-P为弱吸附态磷)也明显偏低.铝改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)(BD-P为氧化还原敏感态磷)与太湖底泥相比差异不显著,而锆改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)明显低于太湖底泥.可见,铝和锆改性沸石均可用于控制太湖底泥磷的释放,其中锆改性沸石的控制效果更好.

NaCl改性沸石用于发酵藻液脱氮的研究

通过优化NaCl改性沸石除氨氮(NH_(4)^(+)-N)的工作条件,探讨了改性沸石对发酵藻液的脱氮效果。结果表明,沸石用量、初始NH_(4)^(+)-N浓度、溶液pH值和吸附时间影响沸石吸附NH_(4)^(+)-N。当废水中NH_(4)^(+)-N浓度在96.55 mg·L^(-1)时,改性沸石最佳用量为30 g·L^(-1),脱N效率达97.13%。随着初始NH_(4)^(+)-N浓度增加,沸石平均脱N效率下降。室温条件下,天然沸石对NH_(4)^(+)-N的吸附适用于Freundlich模型,NaCl改性沸石震荡条件下与Temkin模型拟合较好,静置条件下则更倾向于Freundlich模型。静置条件下,两种沸石适宜的pH为5.0,震荡条件下,适宜的pH为3.0—7.0。基于以上研究结果,在初始NH_(4)^(+)-N浓度为84.07(±1.82)mg·L^(-1)的发酵藻液中,改性沸石用量30 g·L^(-1),吸附平衡时的NH_(4)^(+)-N去除率为97.25(±0.50)%,适宜的吸附时间为240 min,其吸附动力学过程可用准二级方程准确描述。以上研究结果为改性沸石用于发酵藻液脱N提供技术支持。