沸石的活化及其对水中氨氮的吸附李日强

28820088　　　　　　ActaScientiaeCircumstantiaeVol.28,No.8Aug.,2008:(No.051191)SupportedbytheKeySciTechProjectofShanxi(No.051191):(1961—),,,E-mail:[e-mail];＊()Biography:LIRiqiang(1961—),male,associateprofessor,E-mail:[e-mail];＊Correspondingauthor,,.2008.[J].,28(8):1618-1624LiRQ,LiSH,WangJD.2008.Zeoliteactivationandammonia-nitrogenremovalfromwastewaterbyadsorptiononactivatedzeolite[J].ActaScientiaeCircumstantiae,28(8):1618-1624李日强1,＊,李松桧2,王江迪11.山西大学环境与资源学院,太原0300062.山西大学黄土高原研究所,太原030006:2007-07-31　　　:2007-11-11　　　:2008-05-26:、、、,,、SBR-.,100℃0.3mol·L-1NaCl,;10g·L-1、40min,88.08%,47.35%40.73%.、pH.Freundlich.1.5mol·L-1NaCl4h,89.30%.SBR-,120g·L-1,219.18mg·L-14.8mg·L-1,97.81%;FreundlichLangmuir.:;;;;:0253-2468(2008)08-1618-07　　　:X703　　　:AZeoliteactivationandammonia-nitrogenremovalfromwastewaterbyadsorptiononactivatedzeoliteLIRiqiang1,＊,LISonghui2,WANGJiangdi11.SchoolofEnvironmentandResources,ShanxiUniversity,Taiyuan0300062.InstituteofLoessPlateau,ShanxiUniversity,Taiyuan030006Received31July2007;　　　receivedinrevisedform11November2007;　　　accepted26May2008Abstract:Theammonia-nitrogenadsorptioncapacityofnaturalzeolitewasevaluatedafteractivationbysalt,saltplusacid,saltplusalkali,heat,andheatactivationfollowedbysaltmodification.Theadsorptionanddesorptionisothermswereexamined.Theactivatedzeolitewasalsousedtoadsorbammonia-nitrogenfromcoal-cokingwastewaterpretreatedbySBR-oxidation.TheresultsshowthattheremovalofNH+4-Nbyactivatedzeolitewasthehighestafteractivationin0.3mol·L-1NaClsolutionat100℃.Whenthezeolitedosagewas10g·L-1andthecontacttimewas40min,theNH+4-Nremovalratereached88.08%,40.73%higherthanthat(47.35%)ofnon-activatedzeolite.Theremovalrateisdependentonzeolitedosage,wastewaterpHandcontacttime.Theadsorptionisothermcurveofammonia-nitrogenonsalt-activatedzeolitewaswelldescribedbytheFreundlichfunction.Afterthezeolitewasregeneratedbysoakingin1.5mol·L-1NaClsolutionfor4h,theefficiencyofdesorptionofammonia-nitrogenreached89.30%.When120g·L-1ofthebestmodifiedzeolitewasusedtoadsorbammonia-nitrogenfromcoalcokingwastewaterpretreatedbySBR-oxidation,theNH+4-Nconcentrationdroppedfrom219.18mg·L-1to4.8mg·L-1,aremovalrateof97.81%.TheadsorptionisothermofzeolitereactionwithcokingwastewatercanbedescribedbyboththeFreundlichandLangmuirfunctions.Keywords:zeolite;activatedzeolite;adsorption;ammonia-nitrogen;coal-cokingwastewater1　(Introduction),、,,、;,,(,2000).DOI:10.13671/j.hjkxxb.2008.08.0228:NH+4-N、、,,、NH+4-N.,(SiO4)(AlO4)(Marketal.,1992),、2,..,(,2006;,2005)、(,2005)、(,2006)、(,2005;,2005;,2004;,2006;,2005)、(,2005)、(,2006;,2006),NH+4-N.0.6～1.5nm,0.3～1nm,NH+40.286nm,,.、、、,,.,、,SBR-,,.2　(Materialsandmethods)2.1　材料:40().:(3.819g,1mg·mL-1)100mL1000mL,、,100mg·L-1.:SBR-(pH6.77,219.18mg·L-1).2.2　吸附试验2.2.1　不同活化方法对沸石吸附氨氮性能的影响　①NaCl:5,1g,100mL0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol·L-1NaCl,70～75℃.②NaClH2SO4:5,1g,100mL0.3mol·L-1NaCl0.25、0.5、1.0、1.5、2.0mol·L-1H2SO4,70～75℃.③NaClNaOH:5,1g,100mL0.3mol·L-1NaCl0.5、1.0、3.0、5.0、7.0mol·L-1NaOH,70～75℃.④:5,1g,100、200、300、400、500℃.⑤NaCl:5200℃,1g,100mL0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol·L-1NaCl,70～75℃.⑥NaCl:5,1g,100mL(0.3mol·L-1)NaCl,60、70、80、90、100℃.2h,,,100mL100mg·L-140min,,.2.2.2　废水的不同pH和不同接触时间对活化沸石吸附氨氮的影响　①100℃0.3mol·L-1NaCl5,1g,100mL100mg·L-1pH3、5、6、7、9,40min,,.②100℃0.3mol·L-1NaCl6,1g,100mL100mg·L-1,3、10、30、40、60、90、120min,,.2.2.3　等温吸附实验　100℃0.3mol·L-1NaCl0.1、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4g100mL100mg·L-1,40min,,.2.2.4　不同的NaCl浓度和不同的接触时间对活化沸石解吸的影响　①100℃0.3mol·L-1NaCl5,1g,100mL100mg·L-1,120min,,100mL0.1、0.5、1.0、1.5、2.0mol·L-1NaCl,4h,,.②100℃0.3mol·L-1NaCl5,1g,100mL100mg·L-1,120min,,1619　　　　　　　　　　28100mL1.5mol·L-1NaCl,2、4、6、8、10、14h,,.2.2.5　活化沸石对经SBR-氧化法处理后焦化废水的吸附　100℃0.3mol·L-1NaCl1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12g100mLSBR-,2h,,.2.3　分析项目NH+4-N(《》,2002).3　(Results),.(1).1,,100℃0.3mol·L-1NaCl,88.08%.1　Fig.1　Effectsofdifferentactivationmethodsonammonia-nitrogenadsorptionbyactivatedzeolite　　pH(2)(3)(100℃、0.3mol·L-1NaCl).2,pH6,87.93%;3,40min,,40min87.70%,40min.2　pHFig.2　EffectofpHonammonia-nitrogenadsorptionbyzeoliteactivationin0.3mol·L-1NaClsolutionat100℃16208:3　Fig.3　Effectofcontacttimeonammonia-nitrogenadsorptionbyzeoliteactivationin0.3mol·L-1NaClsolutionat100℃　　(4)Freundlich,qe=2.792c0.4699e,R20.8991,,qe(mg·g-1),ce(mg·L-1).NaCl(5)(6).5,NaCl,,NaCl1.5mol·L-189.30%,,;6,4h,(89.30%),4～14h,.6　Fig.6　Effectofcontacttimeonthedesorptionefficiency　　SBR-(7).7,,,120g·L-1,97.81%.SBR-(8)Freundlich,qe=0.7853c0.4346e,R20.9587;Langmuir,qe=0.3406ce/(1+0.0535ce),R20.8763.1621　　　　　　　　　　284　(Discussion)4.1　沸石吸附氨氮的机理(SiO4)(AlO4),1,1;,1(M+),,,(Mark,1998),,.,(),,,.,,,,.,,,、,(,2006).4.2　不同活化方法对沸石吸附氨氮的影响,,(,2005;,2005).,,,.,,,;,(,2003).(1b)、(1c),,NaCl,47.35%(1a);H2SO4NaOH0.25mol·L-10.5mol·L-1,43.85%42.50%,,,.(2004)20～401h,200℃,300～700℃,700～900℃,.,500℃47.35%52.47%(1d),.,NaCl.NaClNa+Ca2+Mg2+,、,.,NaCl,,100℃88.08%(1f).,Na+,100℃,,Na+.,,100℃,,.,100℃NaCl.4.3　不同pH和不同接触时间对氨氮去除率的影响(2),pH67,100℃0.3mol·L-1NaCl,87.93%85.33%;pH39,65.17%62.16%.pH,,.pH,H+,H+NH+4,H+(0.24nm)NH+4(0.286nm),,NH+4,;pH,NH+4H+,NH+4;,NH+4OHNH3.(2003),,150min75%,.40min,,40min87.70%,40min(3).,,,,16228:,,,