天津11选5

天津11选5
/ NEWS CENTER
天津11选5沸石百科视频中心

沸石对水体中氨氮去除机理及影响

发布时间:2020-01-20     浏览次数:116

沸石是由碱金属或碱土金属组成的含水网状铝硅酸盐物质,具有架状结构在其晶体内部分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔,通常情况下该空腔为水分子及金属阳离子所占据其化学通式为:MxDy[AL(X+2y)si(x+2y)O2]·mH2O,分子中的阳离子(SI,AL)和O一起构成四面体格架,称为结构阴离子。在这种结构阴离子中,中心是Si(或AL)原子,每个Si(或AL)原子的周围有4个O原子,各个sI/O四面体通过处于四面体顶点的O原子互相连接起来,形成许多宽阔的孔穴和空道,使得沸石具有很大的比表面(通常为400-800㎡/g)。通常情况下沸石空腔中的水分子、金属阳离子与沸石骨架离子的联系是松弛而微弱的。这些水分子及阳离子可以自由地移动和出入孔道而不影响其骨架构造沸石这种格架结构决定了它具有较高的交换吸附性能。沸石具有较大的比表面积孔穴和孔道结构的存在使得沸石可以吸附大量的分子或离子。

2、沸石对氨氮去除机理

沸石对氨氮的去除以物理吸附作用与离子交换作用为主,其,吸附作用具有“快速吸附缓慢平衡”的特点。

2.1吸附作用

在沸石的组成结构中,sio4和alo4以共角顶的形式联成硅铝氧格架四在格架中形成了许多宽阔的孔穴和孔道(占晶体总体积的50%以上),使得天然沸石具有比表面积大(通常在440-1030㎡/g),天然沸石往往孔径均匀因而可以产生“超孔效应”,在沸石表面所具有的强大色散力作用下,沸石孔穴中分布的阳离子和部分架氧所具有的负电荷相互平衡,使得沸石又具有较强的色散力和静电力作用加之沸石所特有的分子结构而形成的较大静电引力使沸石具有相当大的引力场,由以上四种因素的综合作用使得沸石具有很强的吸附性与其他吸附剂相比,沸石具有吸附量大、高选择性和高效吸附等特点。

2.2离子交换作用

离子交换是指沸石晶体内部阳离子与废水中NH4+进行交换的化学过程:在硅铝氧四面体基本单元中部分氧原子的价键未得到中和,使整个四面体基本单元带有部分的负电荷,为达到电性中和,该四面体基本单元中缺少的正电荷会由附近带正电的碱土金属离子阳离子(如K+、Na+、Ca2+、Mg2+)来补偿;废水中的Nh4+直径小于沸石的孔穴通道直径,通过沸石的吸附作用容易进入孔穴到达沸石表面,并与沸石晶格中碱土金属离子阳离子发生交换并将其置换下来,而且离子交换后的沸石并不发生结构变化,这使沸石具有离子交换特性。废水中NH4+与沸石中碱土金属离子阳离子发生交换反应,使废水中NH4+减少从而实现沸石对氨氮的去除作用。

3、吸附作用影响因素

3.1沸石投加量及沸石粒径对氨氮去除效果的影响

在一定范围内,沸石用量增加,NH4-N去除率也增加。但并非用量越多去除效果越好,有研究表明沸石用量在2g/L以上时,去除效果并未明显增加,另外再增加沸石用量从经济角度也是不科学的。研究发现1g沸石就可以将200ml水样中1mgNH4+降至0。2Mg以下,此时已低于国家饮用水标准,再增加沸石用量,并未显著地提高NH4+的去除率,相反却使水质产生浑浊,从而影响水体的浑浊度指标,并易使比色测定误差增大,为此针对不同成分的含氨氮水,应将沸石用量控制在一定的范围内。

3.2温度对氨氮去除效果的影响

沸石对氨氮的去除效果与废水的温度有着密切关系,随着温度升高,沸石对氨氮的吸附能力加强,因为温度的升高,使得NH4+离子动能增加,运动频率也随之增加,运动频率较高的NH4+离子更容易深入到沸石空穴中而被交换吸附。

3.3ph对氨氮去除效果的影响

沸石对氨氮的去除随废水Ph值的增加而先增大后减小:当溶液偏酸性时,溶液中存在大量的H+,H+的半径要远小NH4+的半径,比NH4+更容易与沸石上的金属阳离子发生交换不利于NH4+的交换当溶液偏碱性时,OH-与NH4+发生中和反应,生成NH3,使得水中氨氮以分子形态存在,NH3不能与沸石进行离子交换,仅吸附现象起作用,氨氮去除能力下降。

结束语

我国应加强沸石在废水处理方面的应用研究,使其在环保行业发挥更大的作用,以达到提高出水质量的同时降低处理成本。

强化对沸石去除氨氮机理和氨氮去除动力学的研究,优化影响氨氮处理效果的性能参数,并建立各影响因素的协调作用机制为沸石对氨氮的去除提供理论指导,提高沸石的疏水性能降低沸石对吸附能力水分子具有较高的极性,沸石对其有很大的吸附容量,在竞争吸附中,NH4+、Ca2+、Pb2+的竞争吸附能力远不及H2o。为此在对沸石性能优化过程中,应考虑对沸石进行疏水处理,以降低沸石对H2o的吸附性能,以期提高沸石对NH4+、Ca2+、Pb2+的吸附能力。

相关阅读:


沸石的吸附性质

沸石的用途及其价格

超细沸石特性及作用

沸石的成分与沸石的成因

沸石在生活中的应用

沸石改性的三种方法

沸石的有机化改性


天津11选5 吉林快3官网 天津11选5 天津11选5 吉林快3 天津11选5 天津11选5 天津11选5 天津11选5走势图 吉林快3