聚合氯化铝改性硅藻土处理氨氮污水

1、聚合氯化铝改性硅藻土处理氨氮污水戈云森赵艳摘要氨氮废水是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质。目前尚无高效、经济的去 除方法。常规的生化方法去除氨氮效率低、周期长、成本高。本实验通过选用无机絮凝剂（聚 合氯化铝）对硅藻土进行改性，用改性后的硅藻土处理氨氮废水。结果表明改性土的用量、 溶液的温度、PH、吸附时间是主要影响因素。研究结果表明，以氯化铝改性的硅藻土，投 加量为2.5g/100ml, PH值为4,反应温度为40C，震荡吸附时间30min时处理效果最好能 达到79.02%。所以在适宜条件下，改性硅藻土对氨氮废水的处理具有很好的效果。关键词改性；硅藻土；处理；氨氮废水氨氮废水是水体富营

2、养化和环境污染的一种重要污染物质，氨氮浓度过高会抑制自 然硝化，降低水体自净能力，使生化处理受到限制，造成水体富营养化等问题。 吸附法是目前处理印染废水的一种重要方法，杨金辉等1以煤渣灰作为吸附剂，研究 了煤渣对水中氨氮的吸附效果。结果表明：煤渣粒径为10-15mm，吸附时间为13h， 煤渣投入量为50mg/l。在进水氨氮质量浓度为5mg/1时，煤渣对氨氮的去除率为8.3%。孙鸿 等以沸石和活性炭作为吸附剂，对氨氮废水的处理研究表明：13X沸石在pH值为中性， 吸附时间为40 min时对氨氮的去除率最大，达87.9%。且在相同实验条件下,先投放活性炭 再投放沸石去除氨氮的效果较好,比先投放沸石

3、然后投放活性炭的效果高出25%左右。冯喆文3同样对粉末活性炭和粉末沸石处理氨氮废水做了研究，实验表明：在相同实验条件下先 投放活性炭后投放沸石去处氨氮的效果最好，去除效率可达70% 75%,比先投放沸石后活 性炭的效果高出25%左右。本文以安徽科技学院师琴湖的水样作为研究水样，对改性硅藻土对氨氮吸收效果的研 究，主要包括吸附剂的最佳投加量，反应液的温度、PH、震荡吸附时间等，通过实验确定改 性硅藻土吸附氨氮的最佳因素。1实验部分，1.1主要实验仪器及试剂硅藻土：工业纯，使用前用去离子水冲洗数次，然后再烘干保存；聚合氯化铝：分析 纯纳式试剂标准比色管（50ml）分光光度计PH计1.2 实验水样本

4、实验室用的是安徽科技学院师琴湖水样原水PH约为7.91氨氮浓度约为0.051mg/ml1.3实验分析方法纳式试剂分光光度法1.4改性硅藻土的制备称取124.4g结晶氯化铝，加入浓度为10%的氢氧化钠溶液中，结晶氯化铝与氢氧化钠 按摩尔比2:1混合，搅拌使之均匀，静置一天，称取45g硅藻土加入溶液中，搅拌是指混合 均匀，风干碾碎，倒入容器中备用。1.5 实验方法配制标准氨溶液，绘制标准曲线，取原水样经过过滤，加入一定量的改性硅藻土，通 过改变不同条件，获得处理后的水样，预处理后测定吸光度，通过标准曲线计算出氨氮浓度， 从而得到去除率。图1氨氮标准曲线2实验结果及讨论2.1为了确定改性硅藻土的最佳

5、投加量，先确定ph值为6，震荡吸附时间为20分钟 温度为10C，在100ml的水样中分别添加改性硅藻土 0.5g、1.0g、1.5g、2g、 2.5g、3.0g时，实验研究的结果是最佳投加量是2.5g。投加量 /(g/100ml)吸光度浓度 /(mg/ml)去除率0.50.0970.037925.69%10.0890.033933.53%1.50.0810.029841.56%20.0540.016268.23%2.50.0480.013174.31%30.0740.026348.43%图2-1-1改变投加量氨氮去除效果图2-1-2改变投加量对去除率的影响通过图2-1-1、2-1-2可以看出在

6、一定范围内增大投加量会增大氨氮去除率，在已知的 条件：ph值为6 ,震荡吸附时间为20分钟，温度为10C时，通过实验测得硅藻土的 最佳投入量是2.5g/100ml.2.2当吸附震荡时间为20分钟 室温为10改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml改变phph值吸光度浓度 /(mg/ml)去除率20.0520.015270.20%30.0510.014771.17%40.0470.012775.10%50.0560.017266.27%60.0580.018264.31%70.0620.020260.39%去除率图2-2-2改变PH对氨氮去除率的影响通过图2-2-1、2-2-2可以看出，在一定范

7、围内降低PH去除率图2-2-2改变PH对氨氮去除率的影响通过图2-2-1、2-2-2可以看出，在一定范围内降低PH会增大氨氮去除的效果。在一定 条件：吸附震荡时间为20分钟、室温为10C、改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml时，通过 实验测得当PH为4时氨氮的去除效果最好。2.3吸附震荡时间为20分钟温度改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml ph值为4改变溶液吸光度浓度 /(mg/ml)去除率100.0570.017765.29%200.0520.015270.19%300.0490.013773.14%400.0440.011278.03%500.0480.013274.22%600

8、.0550.016767.25%温度图2-3-1改变溶液温度的氨氮去除效果去除率图2-3-2改变溶液温度对氨氮去除率的影响通过图2-3-1、2-3-2可以看出，在一定范围内改变温度对氨氮的去除具有推动作用。在 一定条件：吸附震荡时间为20分钟、改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml、ph值为4时， 通过实验可以测得氨氮最佳去除效果的温度是40度。2.4改变吸附震荡时间 改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml ph值为4温度为10C吸附震荡时间吸光度浓度 /(mg/ml)去除率100.0610.019761.37%150.0580.018264.31%200.0520.015270.20%2

9、50.0470.012775.10%300.0430.010779.02%350.0550.016767.25%400.0570.017765.29%图2-4-1改变震荡吸附时间的氨氮去除效果去除率图2-4-2改变震荡吸附时间对氨氮去除率的影响通过图2-4-1、2-4-2可知在一定范围内增加震荡吸附时间可以加强氨氮的去除效果，在 一定条件：改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml、ph值为4、温度为10C时，通过实验测得 最佳吸附时间为30分钟。3结论改性剂的量会影响氨氮的去除率，因为当改性剂过量时硅藻土颗粒就会 迅速被占领，在废液中不能形成架桥，所以絮凝效率下降，氨氮去除率减小。pH值的变化

10、一方面能改变硅藻土表面的N电位，另一方面也影响硅藻 土的水解程度。硅藻土属硅酸盐类矿物，其表面电荷为负电，等电点pH值为6 8,这一性质限制了硅藻土对天然水体中和负电杂质的吸附能力。增大pH值能使硅藻土颗粒电荷 改变符号，增大对氨氮的去除率。但是在吸附时溶液过酸和过碱都会导致氨氮的 去除率降低。随着改性硅藻土投加量的增加，氨氮去除率有所提高，并出现一个峰 值，随后又逐渐降低，这主要是由于当用量过大时，其本身的酸性及铁等水解 产生的酸度使溶液pH值迅速降低，超出了混凝的最佳pH值范围。无机絮凝剂改性效果比高分子有机絮凝剂的好，且高分子无机絮凝剂 的效果最好。这是因为无机絮凝剂不仅具有絮凝剂的凝结

11、、架桥和沉淀作用，而 且还会生成络合物，具有桥连的作用。由于改性剂的使用，使硅藻土处理氨氮的能力提高了 1倍以上，扩大 了其在城镇生活污水和工业废水处理中的应用。参考文献袁鹏，吴大清，翁维正，等.硅藻土表面酸位及其来源探讨J.矿物学,2001, 21( 3): 431- 434.刘玉亮，罗固源，阙添进，等.斜发沸石对氨氮吸附性能的试验分析J.重 庆大学学报,2004, 27( 1) : 62- 65.孟建平，范瑾初，谢燕菊，等.国产硅藻土助滤剂理化性能的研究J.中国给 水排水,1994, 10( 4): 13- 16.栾希炜，曹会哲，丁慧，等.低渗透油田注水精细处理技术J .给水水,2002,

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