氮磷營養鹽造成的水體富營養化問題在全球范
圍內日益加劇[1-2]。豬場廢水含有高濃度的氮磷營 養元素,污染嚴重,如何有效去除其中的氮、磷,減少 其污染,已成為世界各國廣泛關注的問題[3-4]。利 用天然沸石處理高營養廢水,在控制污染的同時,還 可實現廢水中營養物的資源化,因此值得深入探 討[5]。國外對利用沸石吸附特性去除廢水中的氨 氮進行了大量研究[6-9],但大多數研究主要集中于 給水和微污染水源水中低濃度氨氮的去除[10]。相 比之下,國內外關于鈉型絲光沸石同步去除實際豬 場廢水中高濃度氨氮和磷的研究報道較少。 鈉型絲光沸石是呈骨架狀結構的多孔性鋁硅酸 鹽晶體[11],由氧硅( SiO4 ) 四面體和鋁氧( AlO4 ) 四面 體通過頂點的氧原子互相聯結而成[12],硅鋁比為 9 ~ 10,屬高硅沸石,具有良好的耐酸性[13-14]。同 時,沸石構架中有孔徑為0. 58 ~ 0. 70 nm 的空腔和 孔道[15],而NH4 + 的直徑是0. 286 nm[16]。因此,沸 石在靜電力和色散力的共同作用下,對NH4 + 具有 高選擇性和強吸附性[17],其吸附容量達1. 56 mmol g。天然絲光沸石的選擇交換性順序[18]為Cs + > Rb + > K + > NH4 + > Pb2 + > Ag + > Ba2 + > Na + > Sr2 + > Ca2 + > Li + > Cd2 + > Cu2 + > Zn2 +。豬場廢水 中含有大量的Ca2 + 和Mg2 + ,在較高pH 下能與PO4 3 - 反應生成磷酸鈣沉淀,因此鈉型絲光沸石具 備同步去除實際豬場廢水中氨氮和磷的能力。 針對豬場廢水厭氧消化液中氮磷濃度高、廢水 量少的特點[19],研究了鈉型絲光沸石對氮磷營養元 素的去除效果,探討了反應時間、沸石投加量、pH 及 廢水中Ca2 + 和Mg2 + 濃度對同步脫氨除磷的影響, 旨在探索應用廉價易得的功能性礦物材料———鈉型 絲光沸石,對高濃度養豬廢水中的氮磷營養元素進 行去除,實現廢水污染控制,以期拓展物理化學方法 去除養豬廢水中氮磷營養元素的應用領域,為今后 該類高濃度氨氮廢水的處理提供高效、經濟的途徑。 |