沸石在水处理中的应用研究Word格式.docx
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③沸石粒径越小,去除率越高,改性效果越好。
沸石粒径在0.5-1mm是对氨氮的去除率最高;
④入水流速越小,改性沸石对氨氮的去除率越高;
⑤废水的初始浓度越低,改性沸石对氨氮的去除率越高。
最高可到达74%.
关键词:
改性沸石氯化钠氨氮吸附
Abstract
Ammonia-nitrogen(NH4+)isanimportantcontaminantforeutrophicationofwaterbodiesandenvironmentalpollution.Zeoliteisacheapnon-metallicminerals,withuniqueadsorptionandion-exchangeperformance。
Afternaturalzeoliteismodifiedqualityscoreofsiliconsignificantlyreduces,AndqualityscoreofSodiumincreases。
Ithelpsinammonium-ionexchange,sodsorptionperformanceofmodifiedzeolitestrengthens。
Atfirstthenaturalzeolitewasmodifiedbychemicalapproachesintheresearch,andchoosethebestmodifyingconditionofzeolite.ThenstudyitstreatmenteffectoflowconcentrationNH4+incolumnreactoranddrawbreakthroughcurve,investigatingsuchfactorsaspelletsize,velocityofflowandnitialammoniaconcentrationetc.Themainresultsofthisresearchwereasfollows:
ⅠUnderthesecircumstances:
c=3mol/l,T=70~75℃,themodificationtime3hours,wecangetthetherightmodifiedzeolite;
Ⅱremovalefficiencyofzeolitemodifiedwithforammonianitrogenissignificantlyhigherthanunmodified。
Incontrastto,removalrateofammonianitrogenincreasesby8%;
ⅢThesmallerthemodifiedzeoliteparticlesize,thehigherthemodification;
Ⅴthewatervelocityissmaller,removalofammonianitrogenishigher;
Ⅳwastewaterconcentrationislower,themodifiedzeoliteofremovalrateofammonianitrogenishigher.Thehighestremovalratecanreach74percent.
Keywords:
modifiedzeoliteNaClammonianitrogewastewateradsorption
3.2.2沸石最佳改性条件的确定………………………………………………………………
英文文献原文……………………………………………………………………………………………………
英文文献译文…………………………………………………………………………………………………
致谢………………………………………………………………………………………………………….
1绪论
1.1水体中氨氮污染现状概况
1.1.1水体中氨氮污染的现状
水是最丰富而分布又最广泛的自然资源,它在国民经济中占有重要的地位,优质清洁的水源是人类生存和发展的基础。
我国是一个资源型缺水的国家和水质型缺水的国家。
联合国规定,地区年人均水资源量小于1700m3,称为资源型缺水。
我国人均水资源,已不足世界人均水平的1/4,是一个资源型缺水的国家。
同时,因为水源的水质达不到国家规定的饮用水水质标准,我国还是一个水质型缺水的国家。
而且水资源受污染严重,82%的城市河段不适宜作饮用水源,93%的城市地下水受到污染。
当前,水资源已经成为制约我国社会经济发展的重要因素之一。
作为有机生命体的重要组成元素,氮在自然环境中存在一个循环过程。
由于城市人口集中和城市污水处理能力相对不利,以及农业生产大量使用化学肥料,使地表水体中的氨氮达到了较高的浓度。
根据2004-2005年中国环境状况公报的统计,我国七大水系中,珠江、长江水质较好,辽河、淮河、黄河、松花江水质较差,海河污染严重。
而氨氮是其中的主要污染物。
自2001年以来,我国的氨氮排放总量呈逐年递增的趋势,2005年,我国氨氮排放量更是达到了149.8万吨(其中,工业排放量为52.5万吨,生活排放量为97.3万吨),所以对水中氨氮的处理已成为我国水污染控制领域一个重要的研究内容。
1.1.2各国水质中氨氮的标准
目前,氨氮污染是我国饮用地表水中普遍存在的。
美国、前欧共体和WHO所制定的饮用水标准,代表了目前世界的先进水平。
由于常规处理难以去除氨氮,且西方国家近年水源保护较好,原水氨氮浓度不高,因此各国饮用水标准中对氨氮的规定不一。
WHO的《饮用水水质准则》、《EC的饮用水水质指令》、USEPA的《美国饮用水水质标准》中,WHO要求饮用水的氨氮不大于0.5mg/L:
EC要求饮用水的氨氮不大于0.05mg/L,最高不得超过0.5mg/L:
USEPA虽然没有对氨氮提出直接要求,但是对氨氮的转化物硝盐氮()要求浓度<lmg/L。
国内外饮用水标准中对氨氮限值在饮用水标准中对氨氮有规定的主要是欧洲国家,其他如美国、日本都没有规定[2]。
我国新颁布的饮用水卫生标准对氨氮的规定是等效采用国外标准,作为非常规监测项目[3]。
规定氨氮的标准值为0.5mg/L。
我国生活饮用水水源水质标准将饮用水水源分为Ⅰ、Ⅱ两级,其中对原水氨氮的规定是:
Ⅰ级、Ⅱ级≤0.5mg/L。
1.1.3氨氮的来源
氨氮(ammoniaandnitrogen,简称NH3-N),指水中以游离氨(NH3)和铵盐(NH4+)形式存在的氮,两者的组成比决定于水的pH值和温度,当pH值偏高时,游离氨的比例较高,反之,则氨盐的比例较高,水温则相反。
水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,焦化、合成氨等工业废水,以及农田排水等。
生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5kg—4.5kg,雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。
另外,氨氮还来自钢铁、石化、焦化、合成氨、发电、水泥等化工厂向环境中排放工业废水、含氨的气体、粉尘和烟雾;
随着人民生活水平的不断提高,私家车也越来越多,大量的自用轿车和各种型号的货车等交通工具也向环境空气排放一定量含氨的汽车尾气。
这些气体中的氨溶于水中,形成氨氮。
1.1.4氨氮的危害
(1)对人体健康的影响
氮在自然环境中会进行氨的硝化过程,即有机物的生物分解转化环节,氨化作用将复杂有机物转换为氨氮,速度较快;
硝化作用是在亚硝化菌、硝化菌作用下,在好氧条件下,将氨氮氧化成硝酸盐和亚硝酸盐;
反硝化作用是在外界提供有机碳源情况下,由反硝化菌把硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气。
氨氮在水体中硝化作用的产物硝酸盐和亚硝酸盐对饮用水有很大危害。
硝酸盐和亚硝酸盐浓度高的饮用水可能对人体造成两种健康危害[4]。
长期饮用对身体极为不利,即诱发高铁血红蛋白症和产生致癌的亚硝胺。
硝酸盐在胃肠道细菌作用下,可还原成亚硝酸盐,亚硝酸盐可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白,造成缺氧。
(2)对生态环境的影响
氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨,其毒性比铵盐大几十倍,并随碱性的增强而增大。
氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系,一般情况,pH值及水温愈高,毒性愈强,对鱼的危害类似于亚硝酸盐。
鱼类对水中氨氮比较敏感,有急性和慢性之分。
慢性氨氮中毒危害为:
摄食降低,生长减慢;
组织损伤,降低氧在组织间的输送;
鱼和虾均需要与水体进行离子交换(钠,钙等),氨氮过高会增加鳃的通透性,损害鳃的离子交换功能;
使水生生物长期处于应激状态,增加动物对疾病的易感性,降低生长速度;
降低生殖能力,减少怀卵量,降低卵的存活力,延迟产卵繁殖。
急性氨氮中毒危害为:
水生生物表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐,严重者甚至死亡。
1.2水中氨氮污染物的处理技术及进展
过量氨氮排入水体将导致水体富营养化,降低水体观赏价值,并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。
因此,废水脱氮处理受到人们的广泛关注。
目前,主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。
消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮(500mg/L以上,甚至达到几千mg/L),以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。
高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。
1.2.1物理技术
(1)吹脱
吹脱是利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异,将挥发性组分不断由液相扩散到气相中,达到去除挥发性有机物的目的。
吹脱法具有费用低、操作简单的优点,但对难挥发的有机物去除效果差。
对于含有可挥发性化合物的污染原水,用填料塔进行曝气吹脱是一种行之有效的方法。
早期的空气吹脱只限于去除水中H2S等产生嗅和味的挥发性化合物及CO2。
从70年代末起,空气吹脱已开始用于去除挥发性有机污染物,并得到广泛的研究和应用。
能挥发去除的有机物有:
苯、氯苯、二氯甲烷、四氯甲烷、二氯苯、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷等。
在114种应优先去除的污染物中,可用吹脱去除的有31种。
去除效果与接触时间、气液比、温度、蒸汽压有关。
当气液比为1:
1时,三卤甲烷去除率达10%以上,当气液比为20:
1时,可高达85%,并可显著改善色、嗅、味,但此法处理费用比较高[6].
(2)吸附
吸附处理技术是指利用物质强大的吸附性能来去除水中污染物的技术。
目前用于水源水处理的吸附剂有活性炭(AC)、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂,其中用得最多的是对水中有机污染物和臭味有较强吸附作用的疏水性物质—
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- 水处理 中的 应用 研究