论文摘要
随着经济的发展,含有大量氨氮的生活污水及各种工农业废水的超额排放,除了对水生生物产生毒性影响外,还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因之一,因此高氨氮废水的处理势在必行。离子交换方法是一种被广泛研究的氨氮废水处理方法,但以沸石为代表的无机离子交换剂因存在吸附容量小、吸附效果不稳定、一般只适用于中低浓度氨氮废水等问题,工业上没有得到大规模地推广应用。基于上述原因,本文以合成一种对氨氮选择性高、再生简便易行的新型分子筛为研究目标,在具有优良吸附性能的高岭土及国外商品化Nanochem分子筛基础上,研究了不同制备方法及制备过程中的多因素协同作用对氨氮离子交换吸附性能的影响,以期优化高氨氮废水高效处理；考察不同实际高氨氮废水在新型分子筛处理工艺中的运行参数,确定最佳工艺条件,建立一套具有自主知识产权的新型分子筛污水处理工艺。主要研究结果如下：（1）间歇和连续实验表明,Nanochem分子筛是一种合成离子交换介质,具有NH4+-N高选择性、反应快,吸附容量高、可重复使用、效率比天然沸石高50-400倍等特点。但作为国外进口产品成本较高,而国内处理高氨氮废水的材料价格高而且应用甚少。（2）新型分子筛的制备及其性能研究：选择改性潜力大的吸附材料高岭土为原材料；采用传统的水热碱性活化法改性高岭土；以KOH作为碱性物质；碱土比例、活化温度、活化时间、样品pH等因素对分子筛的氨氮吸附性能有较大影响,且样品离心洗涤程度不同对最终活性影响较大；高温煅烧对高岭土的改性有促进作用,而微波煅烧也可达到相似的效果；通过对新型分子筛吸附氨氮前后的XRD变化及水体中K+浓度变化分析,发现分子筛处理氨氮废水主要是通过离子交换过程起作用。（3）采用新型分子筛离子交换装置对实际高氨氮废水（垃圾渗滤液、含高氨氮的电子废水、焦化废水处理）的处理结果表明,流速对氨氮去除影响不大,氨氮可以在较短的时间内得到有效去除。不同实际废水的氨氮吸附等温线分别用Langmuir模型、Freundlich模型进行拟合,结果表明新型分子筛吸附氨氮以离子交换为主,同时也存在物理吸附作用。