吸附法处理水中低浓度氨氮的研究进展

吸附法处理水中低浓度氨氮的研究进展

随着工农业等行业技术的不断创新和发展，废水中含有氮的废水显著增加，给环境带来了巨大的困难。水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐,如果长期饮用,其中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成一种强致癌物质———亚硝胺目前,低浓度氨氮的去除方法主要有生物法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换和吸附法等。生物法本文就单一吸附剂、复合吸附材料以及吸附与其他方法联用几种形式对低浓度氨氮水的处理情况,并结合近年来国内外相关研究进展作出综合性阐述。1非离子态氨的物理化学吸附技术吸附法除氨是较为传统的水处理方法,包括离子态氨的离子交换吸附和非离子态氨的物理化学吸附。吸附首要的是选择吸附性能良好并且成本低廉的吸附材料。材质不同对于水中氨氮的处理效果不同。目前常用的吸附材料包括沸石、树脂、生物炭、膨润土、粉煤灰等。1.1沸石对氨氮的等温吸附机理沸石由硅氧四面体和铝氧四面体组成,是一种含水碱金属铝硅酸矿物质,成分以钙、钠为主。沸石种类多样,均为架状结构,晶体间形成大量的孔道,为分子筛的一种。沸石对氨氮的吸附机理分为物理吸附和离子交换吸附。一方面,晶体孔道的大小可以对分子进行选择性吸附,自动排除大分子物质;另一方面,沸石可借助水的渗透作用,Na胡细全等田琳等江乐勇等王爱民等1.2树脂离子交换树脂是带有可交换离子活性基团的高分子化合物。分子式为C张青梅等吸附过程中,其他物质对氨氮的吸附也会产生一定影响。赵飞等1.3不同碳的制备在低氧环境中,通过高温处理方式将生物质固体废物碳化得到的即为生物炭。其碳含量尤为丰富,几乎为纯碳,微孔数量多,比表面积大,吸附能力强,可通过物理和化学方法来制取。因生物炭原材料广,竹炭、稻壳、沼渣、牛粪等均可,经济实用,目前国内外利用生物炭作为吸附材料应用广泛。张爱莉和王祝来等李飞跃等因各生物质厌氧发酵产生的固体物沼渣中碳素含量丰富,郑杨清等马峰峰等另外,有文献1.4膨润土层间阳离子的控制膨润土黏土矿以蒙脱石为主,硬度1~2,密度2~3g/cm考虑到天然膨润土的吸附性能不明显,王高锋等因膨润土层间作用力弱,通过引入半径大、价电低的阳离子进入层间,使得层间阳离子可交换性增强,达到吸附目的。陈岩等另外,通过煅烧处理的热改性1.5废弃物作复配体系我国能源结构目前仍以煤炭为主,随着冶炼化工和电力生产等工业的不断发展,煤炭高温燃烧形成大量固体细灰。近年来排放量逐渐增大,若处理不好容易扬尘,影响大气环境,进而对水体环境也造成一定不利影响。考虑到其孔隙率高达50%~80%,表面有很多硅铝等活性位点,具有较大比表面积和强吸水性,现如今被应用于工农业及环保领域,实现废物资源化综合利用。Cheng等巫杨等原生态粉煤灰吸附容量较低,因此存在大量改性研究。在考察Na2复合使用与协同作用在单一使用效果良好的基础上,很多学者将这些吸附材料加以联合,制成复合吸附剂,探讨复合使用是否会产生协同作用,以期获得更加经济实用的吸附剂。段宁等Fe陆蓓蓓等3生物活性微生物固定化技术因去除污染物质效率高、效果稳定、操作管理简便等优势而广受关注,大量研究成果被应用于污染废水等环境治理方面。固定化微生物技术是其中的一种,指利用物理化学方法将活性微生物聚集于一定的狭小空间内,使得微生物浓度增大,以提高生物活性除固定化方法外,吸附法还与混凝、MBR、生物滤池等工艺相结合,联合处理污染水体。胡婧逸等4低浓度氨氮废水净化工业生产乃至生活污水中氨氮残留量超标严重,在经过前期处理后得到的低浓度氨氮对人类仍然有着不容忽视的负面影响,近年来人们针对含氨氮水的重视程度也越来越高,相关处理技术也得到迅速发展。吸附法在各处理方法中具备一定优势,对处理废水效果较好。但在高浓度下,由于吸附剂吸附容量有限、再生效率不高等特点,达不到预期处理效果。因此吸附法更适合于处理中低浓度的氨氮废水。研制出新型的高效低成本的吸附剂在该方法中则显得至关重要。沸石和树脂吸附率高,价格也偏高,而且沸石的交换能力易受废水中共存阳离子影响;生物炭原料廉价易得,但吸附量受限;膨润土在适宜的粒径及适宜浓度溶液中吸附性能强;粉煤灰处理氨氮效果好,但处理不当容易引发二次污染等问题。为了更好解决氨氮污染问题,采用吸附与各方法联用逐渐成为热点。而对于不同氨氮废水需采取适宜的联用技术,以达到理想处理