沸石分子筛法治理纯碱行业氨氮废水

摘要

国家环保标准GB897821996规定，工业排放废水中氨氮的含量应在50 mg/L以下，国家一级排放标准氨氮的含量≤15mg/L，企业的氨氮废水排放不达标将会给环境带来严重后果。
　　我国制碱行业中，平均每吨联碱生产的氨耗约为10-20公斤左右，全年联碱企业向外排放的氨氮约为6.5万吨左右，而且近几年随着几家大的氨碱企业改联碱，联碱的比重会大幅度提高，会以超过10％的速度发展，所以我国纯碱企业的含氨废水治理是一个亟待解决的问题，也是制约纯碱行业可持续发展的重要因素。
　　本文通过参阅大量文献资料，在综述了纯碱行业氨氮废水处理现状，并对不同处理方法的优缺点进行了评述的基础上，分别以自制W-沸石分子筛、化学改性的天然斜发沸石作为吸附剂对氨氮废水进行处理。主要做了以下研究:
　　(1)以水玻璃、硫酸铝及氢氧化钾为主要原料，水热法合成了高纯W-分子筛，通过表征对比，所得分子筛具有较好的吸附效能及较高的结晶度。并讨论了物料比、晶化时间和晶化温度对产品吸附性能的影响，得出了制备分子筛的最佳工艺条件:SiO2/Al2O3的摩尔比为4.2，K2O/SiO2的摩尔比为0.6，晶化温度为195℃，晶化时间为36 h。
　　(2)采用实验室制备的W-分子筛处理高浓度氨氮废水，并与4A-分子筛及改性斜发沸石就处理效果做比较，评价所合成W-分子筛的吸附性能。结果表明，所合成的W-分子筛对水中氨氮的吸附效果远好于4A-分子筛及改性斜发沸石。制备的W-分子筛吸附氨氮量为52.3mg/g。吸附交换氨氮量与W-分子筛投加量有关;在处理氨氮量为100 mL×1000 mg/L时，通过条件实验得出沸石的最佳投加量为3.0g，氨氮去除率高达90.4％。吸附时间约1小时。
　　(3)分别以碳酸钠、氯化钠为再生液，对吸附饱和的W-分子筛进行再生，然后测定再生后的W-分子筛的吸附能力转化率，结果表明，碳酸钠浓度为0.4mol/L时，对W-分子筛的再生效果可以达到98％以上。
　　(4)采用离子交换法和反应水热晶化法两种方法对天然斜发沸石进行了改性，并研究其氨氮去除实验，发现反应水热晶化法改性斜发沸石明显提高了氨氮去除率。重点研究反应水热晶化法改性条件，采用正交实验确定了最佳改性条件，并对最佳改性沸石去除氨氮过程进行了探讨。