氮磷营养盐造成的水体富营养化问题在全球范
围内日益加剧[1-2]。猪场废水含有高浓度的氮磷营 养元素,污染严重,如何有效去除其中的氮、磷,减少 其污染,已成为世界各国广泛关注的问题[3-4]。利 用天然沸石处理高营养废水,在控制污染的同时,还 可实现废水中营养物的资源化,因此值得深入探 讨[5]。国外对利用沸石吸附特性去除废水中的氨 氮进行了大量研究[6-9],但大多数研究主要集中于 给水和微污染水源水中低浓度氨氮的去除[10]。相 比之下,国内外关于钠型丝光沸石同步去除实际猪 场废水中高浓度氨氮和磷的研究报道较少。 钠型丝光沸石是呈骨架状结构的多孔性铝硅酸 盐晶体[11],由氧硅( SiO4 ) 四面体和铝氧( AlO4 ) 四面 体通过顶点的氧原子互相联结而成[12],硅铝比为 9 ~ 10,属高硅沸石,具有良好的耐酸性[13-14]。同 时,沸石构架中有孔径为0. 58 ~ 0. 70 nm 的空腔和 孔道[15],而NH4 + 的直径是0. 286 nm[16]。因此,沸 石在静电力和色散力的共同作用下,对NH4 + 具有 高选择性和强吸附性[17],其吸附容量达1. 56 mmol g。天然丝光沸石的选择交换性顺序[18]为Cs + > Rb + > K + > NH4 + > Pb2 + > Ag + > Ba2 + > Na + > Sr2 + > Ca2 + > Li + > Cd2 + > Cu2 + > Zn2 +。猪场废水 中含有大量的Ca2 + 和Mg2 + ,在较高pH 下能与PO4 3 - 反应生成磷酸钙沉淀,因此钠型丝光沸石具 备同步去除实际猪场废水中氨氮和磷的能力。 针对猪场废水厌氧消化液中氮磷浓度高、废水 量少的特点[19],研究了钠型丝光沸石对氮磷营养元 素的去除效果,探讨了反应时间、沸石投加量、pH 及 废水中Ca2 + 和Mg2 + 浓度对同步脱氨除磷的影响, 旨在探索应用廉价易得的功能性矿物材料———钠型 丝光沸石,对高浓度养猪废水中的氮磷营养元素进 行去除,实现废水污染控制,以期拓展物理化学方法 去除养猪废水中氮磷营养元素的应用领域,为今后 该类高浓度氨氮废水的处理提供高效、经济的途径。 |