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氯化钠改性沸石对氨氮的吸附作用

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  采用30℃和90℃的NaCl溶液改性浙江缙云产天然沸石,通过静态吸附实验考察天然沸石及改性沸石对溶液中氨氮的吸附能力及机制,结果表明,NaCl改性可以提高沸石对氨氮的吸附能力。天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附动力学过程符合"初期快速吸附,后期缓慢稳定"的特点。假二级动力学模型适合描述天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程,颗粒内扩散模型仅适合于描述吸附反应初期天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程。天然沸石和NaCl改性沸石对溶液中氨氮的吸附过程满足Langmuir和Freundlich等温吸附模型。90℃NaCl改性沸石、30℃NaCl改性沸石及天然沸石的氨氮饱和吸附量分别为19.5mg/g、17.8mg/g和17.2mg/g。离子交换作用决定了溶液中氨氮向天然沸石及NaCl改性沸石的全部转移量。
  氨氮是闭合循环水产养殖系统中水生动物的主要代谢产物,而水中非离子氨氮的积累会对水生生物产生毒性。生物过滤技术是去除水产养殖水中氨氮的主要方法,近年来备受国内外学者的关注。生物过滤技术去除闭合循环水产养殖系统水中氨氮的缺点是:氨氮生物降解的产物主要为硝酸盐,这易造成水中硝酸盐的积累,而养殖水中高浓度的硝酸盐会对某些水生生物产生一定的负面影响。为克服生物过滤技术在闭合循环水产养殖系统水体脱氮中的应用缺陷,一种方法是于生物过滤之后增加硝酸盐去除技术,另一种方法是研究开发新型的氨氮去除技术。天然沸石是呈架状结构的多孔性铝硅酸盐晶体,通常具备较强的物理吸附和离子交换能力。利用沸石的物理吸附性能和离子交换特性可能既可以实现对闭合循环水产养殖系统水中氨氮的去除而又不会引起硝酸盐的积累。以往的研究表明,不同产地的天然沸石往往具备不同的氨氮吸附能力[8-13],并且NaCl改性沸石通常具备更强的氨氮吸附能力。
  采用30℃和90℃的NaCl溶液改性浙江缙云产天然沸石,通过静态吸附实验考察天然沸石及改性沸石对溶液中氨氮的吸附能力及机制,结果表明:(1)天然沸石和NaCl改性沸石对溶液中氨氮的吸附过程满足Langmuir和Freundlich等温吸附模型。90℃NaCl改性沸石、30℃NaCl改性沸石及天然沸石的氨氮饱和吸附量分别为19.5mg/g、17.8mg/g和17.2mg/g。(2)天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附动力学过程符合“初期快速吸附,后期缓慢稳定”的特点。假二级动力学模型适合描述天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程,颗粒内扩散模型仅适合于描述吸附反应初期天然及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程。90℃NaCl改性沸石对氨氮的吸附速率大于30℃NaCl改性沸石,30℃NaCl改性沸石吸附氨氮的速率大于天然沸石。(3)离子交换作用决定了溶液中氨氮向天然沸石及NaCl改性沸石的全部转移量。