水體富營養化是當今世界面臨的最為嚴重的水環境問題之一。氮磷是引起水體富營養化的2 種關鍵營養元素。水體中氮磷的一個重要來源是含氮磷廢水的排入。因此,含氮磷廢水排入水體之前進行除氮磷處理對于水體富營養化防治而言是非常重要的。目前,許多方法已經被開發用于廢水中氨氮和磷酸鹽的去除,其中吸附法被認為是一種極具應用前景的方法。天然沸石是呈骨架狀結構的多孔性鋁硅酸鹽礦物,具備較高的物理吸附性能和陽離子交換能力。近年來,利用沸石的陽離子交換能力去除廢水中的氨氮已經引起了許多研究人員的關注。目前,應用沸石處理含氨氮和磷酸鹽廢水會存在以下問題:(1)沸石骨架主要由硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AlO4) 通過頂點的氧原子相互聯接而成,帶負電荷,對水中帶負電荷磷酸鹽的吸附能力較差,故采用沸石無法非常有效地去除廢水中的磷酸鹽;(2)粒徑越小的沸石顆粒對水中氨氮的去除能力越強,而粒徑越小的沸石顆粒去除氨氮后卻越難以從水中分離出來。研究表明,鋯氧化物或氫氧化物對水中的磷酸鹽具備良好的吸附去除能力。
四氧化三鐵(Fe3O4)不僅對水中的磷酸鹽具備較好的吸附去除能力,而且去除磷酸鹽后容易通過外加磁場的作用快速地從水中分離出來。如果將鋯氧化物或氫氧化物、Fe3O4 和粉末狀沸石進行復合,所制備得到的鋯-Fe3O4- 沸石復合材料預計不僅可以有效地去除水中的氨氮和磷酸鹽,而且去除氨氮和磷酸鹽后的復合材料可以通過外加磁場的作用快速地從水中分離出來。目前,國內外關于鋯-Fe3O4- 沸石復合材料去除水中磷酸鹽和氨氮的研究尚未見報道。為此,本文采用氧氯化鋯、Fe2+、Fe3+ 和天然沸石等作為原材料制備了一種鋯-Fe3O4- 沸石復合材料,通過批量吸附試驗考察了鋯-Fe3O4- 沸石復合材料對水中磷酸鹽和銨的去除性能,并探討了相關的去除機制,以期為應用鋯-Fe3O4- 沸石復合材料處理含磷酸鹽和銨廢水提供理論指導和技術支撐。 |