采用天然沸石顆粒處理模擬氨氮廢水，對比研究了常溫和中高溫下沸石吸附效果的差異，探討了高溫下吸附過程的熱力學，并優(yōu)化了高溫下Zeolite吸附氨氮廢水的操作工藝。

一、水中氨氮含量高的影響

水體中的氨氮可導致水富營養(yǎng)化，是主要的耗氧污染物，因此對含氨氮的廢水，特別是工業(yè)氨氮廢水必須經處理后才能排放。工業(yè)氨氮廢水，如工業(yè)循環(huán)冷卻用水、焦化廠廢水、食品加工廠廢水及制藥工廠廢水等的共性是溫度較高，都超過了45℃。但目前的廢水處理方法，包括生物硝化/反硝化、樹脂離子交換和化學沉淀等均不適合直接處理高溫氨氮廢水，需要預先對廢水進行加水稀釋冷卻或熱交換器降溫處理，增加了處理工藝流程，加大了廢水處理的成本。

天然沸石是一種呈結晶陰離子型架狀結構的多孔硅鋁酸鹽礦物質，在自然界中分布廣泛，其結構中鋁氧四面體結構的電負性使天然沸石極易吸附銨根離子等陽離子，且同時具有耐高溫、耐酸堿、價格合理等特性，因此在處理高溫氨氮廢水方面有潛在的應用前景。

二、天然沸石在高溫氨氮廢水中的吸附特性

不同溫度下天然沸石對溶液中氨氮的平衡吸附效果如圖1所示。在常溫階段(35℃以下)，天然沸石對氨氮的吸附質量比為1.0mg/g左右。隨著溫度的升高，吸附質量比顯著增大，在60℃以上達到2.0mg/g左右，并隨著溫度的繼續(xù)升高維持在一定范圍內。因此天然沸石適用于處理中高溫氨氮廢水，且在同等用量下，吸附效果明顯優(yōu)于常溫下的吸附效果。這是由于溫度的升高加速了溶液中和沸石上的分子和離子的熱運動，提高了沸石對溶液中氨氮的吸附活性。

在高溫模擬廢水中，沸石質量濃度在10～40g/L時，隨著沸石用量的增加，去除率明顯增加。當沸石用量繼續(xù)增加時，去除率只有少量提高。沸石的吸附質量比隨沸石用量增加呈下降趨勢。綜合考慮沸石使用率和去除效果選取沸石用量在40～50g/L，此時溶液中氨氮去除率達到70%左右。

天然沸石在高溫廢水下的氨氮吸附量明顯大于常溫環(huán)境，其吸附熱力學更符合Freundlich等溫吸附模型(Ｒ2＞0.99)，吸附能力達到優(yōu)惠吸附，因此天然沸石適用于處理高溫氨氮廢水。