改性Zr-NaZeolite雙功能沸石脫除水溶液中氨氮和磷性能

摘要采用氯化鈉離子交換和氯氧化鋯沉積-沉淀兩步法改性天然沸石，得到具有脫除水中氨氮和磷的雙功能鋯鈉改性天然沸石（Zr-Na/Zeolite）?？疾炝薢r-Na/Zeolite在不同pH、氨氮和磷初始質(zhì)量濃度和溫度下對氨氮溶液、含磷溶液及氮磷共存溶液的吸附情況。結(jié)果表明，Zr-Na/Zeolite能夠在保持Na改性沸石（Na/Zeolite）優(yōu)良的吸附氨氮性能的基礎(chǔ)上，極大地提高吸附磷的能力。在不同pH下，Zr-Na/Zeolite吸附氨氮和磷的效果呈現(xiàn)不同的規(guī)律。對于氨氮，水溶液pH在4~8時Zr-Na/Zeolite具有最佳吸附性能，最高吸附量達到4.5mg/g。對于含磷陰離子，脫磷能力隨pH的升高而降低，吸附量從pH=2時的4.71mg/g降到pH=10時的2.20mg/g。當Zr-Na/Zeolite投加量為0.2g，氨氮和磷初始質(zhì)量濃度從10mg/L提高到200mg/L時，氨氮和磷的吸附量分別從1.42和2.46mg/g提高到11.60和11.80mg/g。溶液溫度從25℃升高到45℃時，氨氮的吸附量提高了10%，磷的吸附量提高了11%。磷和氨氮的吸附過程符合準二級動力學模型。0.1mol/LNaOH和1.0mol/LNaCl混合溶液可以再生Zr-Na/Zeolite，循環(huán)吸附14次后，吸附效率幾乎保持不變。結(jié)論經(jīng)過氯化鈉和鋯兩步改性制備得到的Zr-Na/Zeolite能同時吸附水溶液中氨氮和磷。該吸附劑來源廣，成本低，可多次再生，具有很好的應用前景，對此吸附劑的研究結(jié)果表明:（1）經(jīng)過Zr-Na改性后，Zr-Na/Zeolite保持了鈉改性天然沸石良好的脫除廢水中氨氮的能力，同時極大地提高了脫除廢水中磷的能力，使Zr-Na/Zeolite具有同時脫除氨氮和磷的能力，且能多次再生，具備很好的應用價值。（2）在不同pH下，Zr-Na/Zeolite吸附氨氮和磷的效果呈現(xiàn)不同的規(guī)律。當水溶液pH在4~8時，改性沸石脫除氨氮的能力較高；當pH小于4或者大于8時，對氨氮的脫除能力較弱。改性沸石吸附水溶液中磷的能力隨pH的升高而降低。（3）Zr-Na/Zeolite吸附水溶液中氨氮主要是通過銨離子與沸石中的可交換陽離子進行離子交換；當溶液pH低于鋯氫氧化物等電點時，主要通過靜電吸附作用去除磷，當溶液pH高于鋯氫氧化物等電點時，主要通過離子交換作用去除磷。（4）氨氮和磷的初始質(zhì)量濃度對Zr-Na/Zeolite的吸附性能有顯著影響，當Zr-Na/Zeolite投加量為0.2g、氨氮和磷初始質(zhì)量濃度從10mg/L提高到200mg/L時，氨氮和磷的吸附量分別從1.42和2.46mg/g提高到11.60和11.80

mg/g。（5）氨氮和磷的吸附量隨溫度升高逐漸增大，從25

℃升高到45

℃時，氨氮的吸附量提高了10%，磷的吸附量提高了11%。Zr-Na/Zeolite吸附氨氮和磷的動力學過程