煤矸石合成沸石及對氨氮廢水吸附性能的研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)化進程的加快,能源短缺現(xiàn)象日益明顯、水污染現(xiàn)象嚴重,因此對于二次利用開發(fā)廢棄物資源以及廢水的治理顯得尤為重要。氨氮廢水如果處理不當會使水體富營養(yǎng)化,對人體的組織器官也具有危害作用。煤矸石、水淬渣等固廢的利用率低導(dǎo)致大面積寶貴的土地資源被占用,同時還污染著環(huán)境。
　　為解決天然沸石資源有限、再生困難、成本高的弊端,本論文首先選用固體廢棄物煤矸石為原料采用堿熔法合成一種沸石。然后,在煤矸石中加入一定量的水淬渣為原料采用堿熔

2、—超聲波輔助法合成另一種不同類型的沸石。最后,利用合成的沸石作為吸附劑處理氨氮廢水。并通過吸附等溫試驗和吸附動力學(xué)試驗,探討了合成沸石對氨氮吸附機理的研究。
　　綜合對比了堿熔法合成沸石及堿熔—超聲波輔助法合成沸石對氨氮的吸附性能,依次考察了焙燒溫度、固液比、陳化時間、晶化時間;水淬渣投加量、超聲波時間、固液比、晶化溫度、晶化時間對合成沸石氨氮吸附性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),堿熔—超聲波法合成沸石液固比減小了,陳化時間縮短了,而且通過對

3、比掃描電鏡圖以及XRD圖分析可以看出,加入了水淬渣熔融物呈現(xiàn)更加蓬松的狀態(tài),比不加水淬渣合成的沸石晶體更加規(guī)則結(jié)晶度好。另外,研究還發(fā)現(xiàn):1)合成的煤矸石沸石吸附氨氮廢水的最佳條件為:投加量0.024g/mL,振蕩時間60min,pH值為7左右;在此條件下對氨氮的最高去除率為63.63％。2)合成的煤矸石水淬渣沸石吸附氨氮廢水的最佳條件為:投加量0.024g/mL,振蕩時間45min,pH值為7左右;在此條件下對氨氮的最高去除率為57.

4、29%。
　　兩種合成沸石對稀土氨氮廢水中的氨氮吸附等溫試驗研究以及吸附動力學(xué)試驗研究表明:1)兩種合成沸石的Freundlich方程特征參數(shù)1/n均在0.1~0.5之間,說明吸附較容易進行;Langmuir、Freundlich、Temkin三種吸附等溫線模型中Freundlich方程能更好的描述兩種合成沸石對氨氮的吸附行為;2)煤矸石沸石、煤矸石水淬渣沸石對氨氮的吸附平衡時間分別在60min、45min;兩種合成沸石對稀土氨氮

5、廢水中的氨氮吸附過程中,均較好的符合準二級動力學(xué)擬合直線,其中煤矸石水淬渣沸石與準二級動力學(xué)擬合直線的相關(guān)性最好,為0.9989;顆粒擴散是煤矸石沸石吸附氨氮的主要控制步驟,液膜擴散是煤矸石水淬渣沸石吸附氨氮的主要控制步驟;煤矸石沸石的有效擴散系數(shù)Dc=2.4686×10-7cm2/s;煤矸石水淬渣沸石的有效擴散系數(shù)Dc=2.2043×10-7cm2/s。
　　研究成果對于二次利用開發(fā)煤矸石、水淬渣等廢棄物資源提供了一種新思路,可