天然沸石是呈骨架狀結(jié)構(gòu)的多孔性鋁酸鹽晶體,內(nèi)部有諸多大小較為均勻的孔道與通道,其與環(huán)境中的NH4+和Na+等離子發(fā)生交換但是不會(huì)改變晶體結(jié)構(gòu),因此具有特殊的離子交換性,加之強(qiáng)大的吸附能力,使其能夠?yàn)槿コ邪钡於ɑA(chǔ),并且沸石作為資源豐富的礦山資源之一,其成本低廉,因此可廣泛應(yīng)用于水處理之中。
選用河北圍場(chǎng)縣的天然沸石,準(zhǔn)備氯化鈉溶液、硫酸鋅、氫氧化鈉、碘化鉀、碘化汞、酒石酸鉀鈉、氯化銨等試劑。在溫度298K下,取100mL一定濃度的氨氮廢水于250mL錐形瓶中,向其加入一定質(zhì)量和粒徑的沸石,將各錐形瓶置于空氣振蕩器中以200r/min的速度震蕩一定時(shí)間后靜置,取上清液,用納氏試劑分光光度法測(cè)定水樣的吸光度,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出溶液中剩余氨氮濃度,比較不同實(shí)驗(yàn)條件下,沸石對(duì)氨氮吸附的影響。
并且隨著投加量的增加,未改性沸石對(duì)氨氮的去除率隨投加量的增加而迅速增加,改性沸石氨氮去除率的增加速率相對(duì)較為緩慢。當(dāng)沸石投加量為0.5g/L時(shí),未改性沸石對(duì)氨氮的去除效果為18.07%,改性沸石對(duì)氨氮的去除效果達(dá)到了61.66%,改性沸石比未改性沸石的去除率提高了241%。而當(dāng)沸石投加量為2.5g/L時(shí),未改性沸石和改性沸石的氨氮去除率分別為49.6%和90.06%,改性沸石比未改性沸石的去除率提高了81.6%。以上可以說明相對(duì)于未改性沸石而言,該種改性沸石具有更高的吸附容量。
根據(jù)試驗(yàn)與材料可知,在10-200mg·L-1范圍內(nèi),Langmuir方程比Fre-undlich方程能更好地描述氨氮在沸石上的吸附行為,且1/n為0.416,說明改性沸石對(duì)氨氮有良好的吸附性能,是一種高效的吸附材料。并且增加沸石的投加量,可以增加氨氮的去除率,但是沸石的單位吸附量會(huì)下降,而減小沸石的粒徑可以提高沸石的吸附量。由于沸石具有交換吸附的特性,今后將在陽離子對(duì)沸石吸附的影響和沸石改性等方面開展進(jìn)一步研究,并將沸石作為吸附基質(zhì)材料,進(jìn)行水體富營養(yǎng)化治理和水產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理等實(shí)際應(yīng)用研究。