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分子筛吸附废水中氨氮及其再生分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3~2.0nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性,具有均匀的空隙结构。自然界存在的常称为沸石,人工合成的称为分子筛,他们的化学式组成为Mx/n[(Al2O3)x.(SiO2)y].ZH2O,式中M为金属阳离子,n为价数,x是Al2O3的分子数,y是SiO2的分子数,Z是水的分子数,因为Al2O3带负电荷,金属离子的存在可以使分子数保持电中性。对于低浓度氨氮废水处理,应用较多的方法是折点氯化法、离子交换法、生物硝化和反硝化法等,高浓度氨氮废水的处理常采用物化和生物组合工艺。生物法尽管有效,但氨氮的生物转化作用缓慢,而常规的离子交换法多适用于中低浓度氨氮废水的处理,对于高浓度的氨氮废水会因常规交换剂再生频繁而造成操作困难,因此,选择好的吸附材料将非常重要1.分子筛吸附原理分子筛对氨氮的去除作用有两种:一种是离子交换作用,主要是去除污水中离子态分布的氨氮;另一种是吸附作用,主要用于去除污水中分子态分布的氨氮。2.分子筛去除氨氮的影响因素(1)pH值的影响在相同的试验条件下,通过动态试验测定pH值对分子筛交换氨氮效果的影响,试验结果表明分子筛吸附氨氮最合适的pH值段为4~8,而最佳值为pH=6左右,这是因为NH4+在水中的离解平衡式为:NH4+NH3+H+,由式中可以看出:氢离子浓度增加,即pH值减小,平衡向左移动,这时NH4+浓度增加,所以分子筛能够吸附较多的NH4+,其平衡浓度降低;但是pH值太小,H+会与NH4+竞争,造成分子筛吸附氨氮的性能下降。(2)停留时间的影响对比不同的停留时间对分子筛吸附氨氮的影响,通过实验研究表明,水力停留时间为1h的处理效果最好,水力停留时间过长很容易阻止其他NH4+-N在分子筛表面上的交换,过短则使有些NH4+-N还没来得及交换分子筛上的阳离子就随出水一起流出了。因此分子筛对于进水氨氮浓度为50mg/L的氨氮废水处理的最佳工艺条件为中性条件,停留时间为1h。3.分子筛物理特性(1)离子交换性是分子筛重要性质之一。在分子筛晶格中的空腔(孔穴)中K、Na、Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧,极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用,交换后的沸石晶格结构也不被破坏。分子筛的离子交换表现出明显的选择性。(2)分子筛的孔道结构使之具有很大的内表面积(500-1000m2/g),因而能产生较大的扩散力,故可用作出色的吸附剂,选择性吸附是沸石吸附性能的一个重要特征,而且沸石还有良好的热稳定性和耐酸碱性。这都有利于沸石的化学改性处理和在水处理中的运用。4.分子筛吸附饱和量在最佳工艺条件下,研究分子筛吸附饱和量,通过实验得出1t分子筛可以吸附6kg的氨氮。对于进水氨氮浓度为50mg/L的氨氮废水,1kg分子筛处理40L氨氮废水,出水氨氮浓度低于15mg/L。5.分子筛的再生通过静态实验对比不同钠盐对分子筛的再生效果,实验研究表明,硫酸钠溶液和醋酸钠溶液效果相对氯化钠的好些。通过动态实验对比硫酸钠溶液和醋酸钠溶液对吸附饱和分子筛的再生效果,结果表明,醋酸钠溶液要比硫酸钠溶液好些,但相差不大,考虑到无水醋酸钠的价格接近于无水硫酸钠的2倍,因此再生液选硫酸钠溶液。通过再生液对吸附饱和后的分子筛进行再生,再生后的分子筛吸附氨氮的能力降为新的分子筛的90%。
本文标题:脱氨分子筛方案
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