地下水厂泥饼的活化及其负载滤料去除水中氨

为了将富含锰(Mn)的地下水厂泥饼回收应用于催化氧化去除水中氨(NH_(4)^(+)-N),对泥饼催化氧化活性形成(简称活化)过程进行优化,探究活化泥饼除NH_(4)^(+)-N效能与机理,并考察其负载滤料实际运行效果.结果表明:活化的最优条件为每克泥饼投加1.5mg NH_(4)^(+)与0.5mgMn^(2+),NH_(4)^(+)-N去除速率最大可达0.243mg/(g·h).活化泥饼与挂膜形成的活性滤膜相比已形成了较高的催化氧化活性.活化泥饼对NH_(4)^(+)-N的去除过程符合一阶幂律动力学模型.在298.15K~318.15K,NH_(4)^(+)-N的催化氧化活化能为10.70kJ/mol.在滤柱实验中通入1.5mg/LNH_(4)^(+)-N,地下水及自来水的启动时间分别为9和13d,最大去除效率可达到93.5%和82.42%.通过SEM、EDS和XPS分析发现,活化过程使得泥饼表面形成丰富的孔隙并发生了锰氧化物(MnO_(x))沉积.推测活化泥饼除NH_(4)^(+)-N主要通过活化过程中锰自催化氧化形成MnO_(x),进而催化氧化氨形成硝氮,最终脱附去除.活化泥饼不含大肠杆菌等致病微生物且没有重金属析出风险,是一种经济高效且清洁环保的水处理材料.