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氨氮是引起水体富营养化和环境污染的重要物质,近年来,随着我国社会经济的迅速发展,氨氮污染变得日益严重,并且呈发展趋势。利用沸石粉对废水中的氨氮进行吸附,国内外已经有大量的学者进行了研究,但用沸石颗粒吸附剂处理氨氮废水,研究的文献较少。论文的目的是选择合适的粘结剂和造孔剂,制备出机械强度高的片沸石颗粒吸附剂(HGA),并用其处理氨氮废水,吸附后的废水能达到国家的排放标准。论文通过对各种粘结剂和造孔剂的选取,将片沸石粉制成具有一定机械强度和吸附性能的片沸石颗粒吸附剂(HGA);首先采用静态吸附法研究所制备的HGA对废水中氨氮的吸附,详细考察了HGA直径、反应时间、pH值、氨氮初始浓度、HGA投加量、温度等因素对氨氮去除效果的影响;其次采用动态吸附法研究所制备的HGA对废水中氨氮的吸附,详细考察了HGA质量、氨氮初始浓度和出水流速等因素对氨氮去除效果的影响,绘制了吸附穿透曲线;最后探讨了HGA的再生试验,对柱内再生和柱外再生两种方式进行了比较分析,并对HGA吸附氨氮的机理进行了探讨,具体结论如下:1制备HGA,聚乙烯醇为合适的粘结剂,碳酸氢钠为合适的造孔剂;适宜条件为:聚乙烯醇浓度10%、碳酸氢钠质量浓度5%、包埋量(W聚:W沸)为1:13、交联时间24h,煅烧温度200℃,所制备的片沸石颗粒具有较好的机械强度和吸附性能,处理完氨氮废水后的沸石颗粒的散失率仅为4.4%。2在298K下,HGA质量8g, HGA直径3mm,废水初始浓度50mg/L, pH为7,吸附时间3h,废水中氨氮的去除率达到70.83%。出水氨氮浓度为14.58mg/g,低于国家一级排放标准(GB18918-2002),可以达标排放。3吸附饱和的HGA再生试验表明:用质量配比为5:5的NaOH与NaCl混合溶液100mL对其进行静态解吸2h后,吸附在HGA上的氨氮的解吸率为91.29%,解吸后的HGA可再次重复使用。4氨氮废水的动态吸附试验表明:模拟氨氮废水的初始浓度为200mg/L时,处理后浓度低于国家一级排放标准的废水处理量与沸石的量和出水流速有关。当吸附柱内HGA的质量为800g、模拟氨氮废水的初始浓度为200mg/L、出水流速为5mL/min时,达到穿透点时,单位质量HGA对氨氮的吸附量分别为5.48mg/g;当工业实际氨氮废水初始浓度为202mg/L,吸附柱内片沸石粉的质量为1400g,出水流速为20mL/min时,吸附柱穿透时间为13h,废水处理量为15.2L,单位质量片沸石粉对废水中氨氮的吸附量为4.11mg/g.5NaOH和NaCl的混合溶液对吸附后的HGA进行动态解吸试验表明:经过15个周期的解吸和再生,HGA对废水中氨氮的交换容量仍然为85%以上,HGA具有良好的稳定性和的解吸效果,可重复利用。6NaCl溶液改性天然片沸石粉试验表明:改性片沸石粉对氨氮的去除率比天然片沸石粉提高了21.1%,考虑处理成本,选用天然片沸石处理氨氮废水性价比高。7吸附动力学研究表明,在298K时,HGA对氨氮的吸附符合拟二级动力学方程,片沸石颗粒的内扩散过程,影响吸附速率。8在295-318K范围内,Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述氨氮在HGA上的吸附行为,表明废水中的氨氮在HGA上的吸附主要为离子交换吸附,不同温度下的n均在0.5左右,说明HGA对氨氮的有良好的吸附性能,是一种较高效的吸附剂。热力学计算表明:在298-318K范围内,HGA对废水中氨氮的吸附是一个自发的吸热过程。