一種去除水中氨氮和磷酸鹽的改性沸石吸附劑及其制備和再生方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理技術領域，具體設及用于去除水中氨氮和憐酸鹽的改性沸石吸 附劑及其制備和再生方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟的不斷發展，大量含有氮和憐的工業廢水、生活污水被排入江河湖 泊，易造成水體富營養化，使藻類過量繁殖，急劇加速水中溶解氧的消耗，水質惡化，導致魚 類及其他生物大量死亡。常用廢水中除憐和氮的方法有化學沉淀法、生物法、化學吸附與離 子交換法等。吸附法和離子交換法具有工藝簡單、消除效果好、占地面積小等優點，被人們 認為是有效的去除氮憐的方法，而吸附劑的設計開發，成為該方法的研究重點。
[0003] 天然沸石是一類含水的堿金屬或堿±金屬的娃侶酸鹽礦物的總稱，晶格空穴中的 陽離子使其具有離子交換能力，豐富的孔道結構，使其具有出色的吸附能力。與合成沸石相 比，天然沸石廉價易得，但結晶度低，再生性能較差。利用天然沸石的陽離子交換性能來消 除氨氮已經受到國內外研究人員的廣泛關注，通過鹽、高溫、堿處理等簡單的改性方法，得 到了去除氨氮性能較好的改性沸石，但仍存在不能多次再生的缺點。由于憐在水中主要W 陰離子形式存在，與帶負電荷的沸石骨架之間具有靜電排斥作用，因此，天然沸石對憐的吸 附效果不佳。研究出一種合適的改性方法，提高天然沸石吸附憐的能力，并能多次再生，將 會使天然沸石可W廣泛的應用于污水處理。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種能同時去除水中氨氮和憐酸鹽的改性沸石吸附劑及其 制備和再生方法。
[0005] 本發明提供的能同時去除水中氨氮和憐酸鹽的改性沸石吸附劑的制備方法，具體 步驟為： (1) 將天然沸石顆粒篩選并娠磨，粉碎到100~200目，清洗、烘干； (2) 配制鋼離子含量為0. 05~2. 0mol/L的氯化鋼改性劑溶液； (3 )將步驟（1)處理后的沸石粉末與步驟（2 )配制的改性劑溶液混合后，在磁力攬拌下 進行離子交換2~4化，沸石粉末與氯化鋼改性劑溶液的重量比為1:5~50 ; (4) 將步驟（3)得到的混合物靜置沉降后，取出固體清洗、烘干、娠磨成粉； (5) 配制錯離子含量為0. 01~0. 2mol/L的錯改性劑溶液； (6) 將步驟（4)處理后的固體粉末與步驟（5)配制的改性劑溶液混合后，經磁力攬拌 0. 5~化后，加入化0H調節抑值至9~12 ; (7) 將步驟（6)得到的混合物進行超聲改性，先采用28KHZ，40W處理10-30min，然后采 用 80KHz，90W處理 10-60min; (8) 超聲改性后在120°C水熱處理24~48h; (9)將步驟（8)得到的混合物冷卻靜置沉降后，取出固體清洗、烘干、娠磨成粉，得到改 性的沸石，作為吸附劑。
[000引本發明中，步驟（5 )配制錯改性劑溶液使用的錯鹽為ZrOC!2 ·細20或ZrO(N03)2 · 2&0。
[0007] 本發明中，步驟（1 )、步驟（4)所述烘干，溫度為90~150°C。
[0008] 本發明制備得到的吸附劑，能同時有效地去除水中氨氮W及憐酸鹽；并能多次再 生，重復使用。
[0009] 本發明所述的再生，其方法是：把使用過的改姓沸石與再生液按為1:5~50的重量 比例混合，再生時間為30~300min;所述再生液為包含0. 01~0. 5mol/L化0H和0. 05~2. 0 mol/L化C1的混合液。
[0010] 本發明的原理為：利用氯化鋼改性溶液對沸石進行前處理，通過離子交換去除巧 儀等離子，提高沸石吸附氨氮的能力。再經過沉淀法負載錯，利用錯對憐的特異性吸附能 力，提高沸石吸附憐酸鹽的能力。超聲改性和水熱處理可W改善天然的結晶度，使之具有更 好的穩定性，能多次再生使用，同時廢水錯沉淀更加均勻分散在沸石表面，加強沸石表面與 錯的作用，提高沸石的吸附能力。超聲處理的基本原理是基于液體的空化效應，空化效應的 強度直接跟頻率有關，頻率低時，空化氣泡大，空化強度高，作用力強。頻率高時產生的空化 泡數量多，穿透力強，先后使用兩種不同頻率和功率的超聲處理是改善天然沸石性能的關 鍵點之一。
[0011] 與現有技術相比，本發明的優點在于：利用廉價的天然沸石作為原材料，通過氯化 鋼W及錯的雙重改性后制備得到改性沸石吸附劑，不僅提高了天然沸石吸附氨氮的能力， 同時大大提高了沸石吸附憐酸鹽的能力，實現了對陽離子氨氮和陰離子憐酸鹽的同步吸附 功能。另外本發明對改性后沸石進行超聲和水熱處理，顯著改善了天然沸石再生使用性能 差的問題，提供的再生液能夠有效地對吸附后的改性沸石吸附劑進行再生，使得改性沸石 能夠循環使用，節約成本。
【具體實施方式】
[0012] 下面通過實施例進一步描述本發明。
[001引 實施例1 (1) 將沸石顆粒篩選并娠磨，粉碎到100~200目，用去離子水清洗后100°C烘干； (2) 配制鋼離子含量為1. 0mol/L的氯化鋼改性劑溶液； (3 )將步驟（1)處理后的沸石粉末與步驟（2 )配制的改性劑溶液混合后，在磁力攬拌下 進行離子交換2地，沸石粉末與氯化鋼改性劑溶液的重量比為1:20 ; (4) 將步驟（3)得到的混合物靜置沉降后，取出固體清洗烘干、娠磨成粉； (5) 用ZrOClz·細20配制錯離子含量為0. 02mol/L的改性劑溶液； (6 )將步驟（4)處理后的固體粉末與步驟（5 )配制的錯改性劑溶液混合后，經磁力攬拌 化后，加入化0H溶液調節抑值至10 ; (7) 將步驟（6)得到的混合物進行超聲改性，先采用28KHz，40W處理lOmin，然后采用 80KHz，90W處理 60min; (8) 超聲改性后在120°C水熱處理24h; (9)將步驟（8)得到的混合物靜置沉降后，取出固體用去離子水清洗后，于150°C烘箱 烘干、娠磨成粉，得到改性的沸石吸附劑。
[0014] 將實施例1制得的改性沸石吸附劑應用于的含氨氮和憐酸鹽的溶液的吸附消除 中，氨氮和憐酸鹽的初始濃度均為10mg/l，溶液抑=4,沸石投料量6g/l，吸附效果見表1。 [001引實施例2 (1) 將沸石顆粒篩選并娠磨，粉碎到100~200目，用去離子水清洗后90°C烘干； (2) 配制鋼離子含量為0. 05mol/L的氯化鋼改性劑溶液； (3 )將步驟（1)處理后的沸石粉末與步驟（2 )配制的改性劑溶液混合后，在磁力攬拌下 進行離子交換48h，沸石粉末與氯化鋼改性劑溶液的重量比為1:5; (4) 將步驟（3)得到的混合物靜置沉降后，取出固體清洗烘干、娠磨成粉； (5) 用ZrO(N03)2· 2&0配制錯離子含量為0. 2mol/L的改性劑溶液； (6) 將步驟（4)處理后的固體粉末與步驟（5)配制的改性劑溶液混合后，經磁力攬拌5 h后，加入