氨氮引起的污染问题日益严重,其已经成为影响地表水水环境质量的首要指标。沸石来源广泛、价格低廉、具有较强的氨氮吸附能力,在氨氮废水的处理中具有很好的应用前景。本课题利用天然沸石的吸附作用处理中低浓度氨氮废水,使沸石吸附法能够作为生化系统前端有效的预处理的手段。研究以氨氮在天然沸石上的吸附和脱附特性为基础,用蒸汽加热的方式对化学再生方法进行优化,通过中试对工艺运行的参数和稳定性进行考察。具体结论如下:天然沸石吸附氨氮的过程为自发的吸热过程,符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。吸附过程中离子交换起主要作用,但是也存在物理吸附作用。离子交换的过程中主要交换阳离子为Na+和Ca2+,氨氮浓度较低时Na+为优先交换对象,随着氨氮浓度的上升Ca2+的交换量会超过Na+。Fe2+对沸石吸附氨氮的过程具有强烈的抑制作用,重金属Ni2+、Zn2+、Pb2+的抑制顺序与浓度有关,当金属离子浓度小于40mg/L时Pb2+>Zn2+>Ni2+,浓度超过50mg/L时Ni2+>Zn2+>Pb2+。静态和动态下的脱附实验表明最优的再生液组成为:NaOH浓度0.10mol/L,NaCl浓度5.0%。各因素对脱附反应的影响顺序为:pH值>液-固比>NaCl浓度>反应时间>温度,其中,pH值、液-固比、NaCl浓度对反应的影响是显著的。再生液脱附+蒸汽加热再生的方法对吸附氨饱和沸石具有良好的再生效果,与单独的化学再生相比具有明显的优点:完全再生所需再生液的量为2BV(床层体积),仅占单纯化学再生所需的16BV的12.5%,再生后沸石中的Na的含量从0.34%上升到1.53%,吸附性能可以稳定在较高的水平不会出现下降,并且再生过程对沸石结构的破坏很小。利用天然沸石对氧化铁红厂生产工艺的废水进行中试试验,表明:再生剂的用量约为0.75 BV,分三次投加,每次再生液脱附的时间1 h,后续蒸汽加热时间为2 h,可以对沸石起到良好的再生效果。每吨沸石每次可以吸附氨氮4 kg以上,处理的水量可以达到16 t以上,废水中的氨氮可以从300 mg/L左右下降到100 mg/L以下。经过17次运行后沸石的吸附容量能够保持稳定,证明了沸石吸附法处理中低浓度氨氮废水的可行性,再生液脱附+蒸汽加热再生的方法适合氨吸附饱和沸石的再生。