再生水中氨氮和总氮等关键污染指标去除方法的实验研究

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随着我国社会经济的迅速发展,使得大量工业废水、生活污水和农用化肥进入河流、湖泊等水体,使得这些水域氮磷化合物含量偏高。氮是引起水体富营养化和环境污染的重要物质,氮浓度过高,会抑制自然硝化,引起水体缺氧,降低水体自净能力,因此经济有效地控制氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。   氮的存在形态包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮与有机氮。沸石是一种廉价的非金属矿物,对氨氮具有较高的选择吸附性,国内外用沸石来处理氨氮废水已作了较多研究,但用来处理再生水的研究还很少见。离子交换纤维是一种纤维状离子交换材料,它与离子交换树脂相比具有更大的比表面积,交换与洗脱速度更快,可以以各种形式应用。   本文就是利用我国浙江缙云的天然沸石和经改性的钠型沸石对再生水中氨氮及总氮的去除能力进行了研究,利用静态实验对沸石去除氨氮能力的各种因素如:沸石投加量、pH、接触时间等进行了研究。结果表明:钠型斜发沸石对再生水中的氨氮及总氮有较好的去除效果,100ml再生水中沸石投加量从0.3到2.5 g,钠型沸石的最大吸附量为14.2 mg NH4+-Ng-1;沸石去除氨氮和总氮量随pH的变化而变化,在pH为7.0时,沸石吸附量达到最大;接触时间至少需要2小时沸石才可以达到吸附交换平衡,比合成水中氨氮的去除多1小时;在相同条件下钠型沸石的氨氮和总氮去除率要高于天然沸石的去除率;动态实验表明,钠型斜发沸石的吸附总量大于钠型丝光沸石;再生实验表明,再生后的沸石仍然具有很好的氨氮和总氮去除效果。   以聚丙烯为基体通过功能化反应引入功能基团,制得了一种阴离子离子交换纤维,同时研究了各种反应因素对该离子交换纤维吸附NO3--N的影响。借助SEM,FTIR等分析方法,对纤维的制备工艺、结构与性能等进行研究。通过静态实验表明,pH、硝酸根离子初始浓度、接触时间等都会对硝酸根离子的交换吸附产生影响。离子交换纤维去除硝酸根离子量随pH的变化而变化,在pH为5.0-7.0时,纤维吸附量达到最大,最大吸附量为4.3mg/g;在所研究的浓度范围内Freundlich吸附等温式能很好地描述吸附平衡数据;接触时间至少需要1小时纤维才可以达到吸附交换平衡,吸附动力学数据符合Lagergren二级速度方程。可以用氢氧化钠来对吸附了离子的纤维进行解吸,而且多次重复使用性能良好。对硝酸根离子吸附的动态实验表明:纤维在动态实验中比静态实验有较高的吸附交换容量,达到4.5 mg/g,但是仍然低于全交换容量。
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