復(fù)合沸石的制備及其對(duì)微污染水中氨氮和DBPs前驅(qū)物的去除性能.pdf

1、近年來，由于人口的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的迅速發(fā)展、以及城市化進(jìn)程的加快，水源水污染問題日益嚴(yán)重，且呈發(fā)展趨勢(shì)。由于水源水受到污染，水體中的氨氮及消毒副產(chǎn)物(DBPs)前驅(qū)物濃度升高，常規(guī)水處理工藝很難使水質(zhì)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，一旦水中氨氮和DBPs前驅(qū)物濃度過高，可能造成亞硝酸鹽以及DBPs濃度升高，嚴(yán)重威脅著飲用冰的水質(zhì)安全和人體健康。因沸石具有廉價(jià)、易得和對(duì)氨氮的高選擇吸附性，以及生物炭具有經(jīng)濟(jì)、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)，近年來均被廣泛關(guān)注，利用沸

2、石或生物炭對(duì)氨氮、水體中DBPs前驅(qū)物等單一污染物的吸附研究已取得諸多進(jìn)展，但將上述兩種材料結(jié)合起來并用于同步去除微污染水中氨氮及DBPs前驅(qū)物的去除研究卻鮮有報(bào)道，亟待研究探討。
　　本研究對(duì)天然沸石進(jìn)行改性處理，并將改性處理后的沸石結(jié)合生物炭制備成復(fù)合沸石;以改性沸石、生物炭和復(fù)合沸石為吸附劑，以氨氮、DBPs前驅(qū)物——腐植酸、富里酸和色氨酸作為目標(biāo)污染物，比較各吸附劑對(duì)目標(biāo)污染物的吸附性能;對(duì)氨氮、DBPs前驅(qū)物單一污染和混

3、合污染（指氨氮與某一種DBPs前驅(qū)物混合污染）時(shí)分別開展實(shí)驗(yàn)，研究初始pH值、溫度、沸石投加量、初始污染物濃度以及吸附時(shí)間對(duì)復(fù)合沸石吸附性能的影響;開展了復(fù)合沸石在實(shí)際微污染水中的應(yīng)用研究，包括氨氮、DBPs前驅(qū)物、CODMn和濁度等指標(biāo)的去除效果，并通過對(duì)處理前和處理后的水樣分別進(jìn)行氯化消毒實(shí)驗(yàn)，比較前后DBPs的產(chǎn)生情況，重點(diǎn)分析復(fù)合沸石對(duì)DBPs前驅(qū)物的去除性能。取得的主要成果如下:
　　(1)首先在加熱鹽改性和微波鹽改性兩

4、種改性方法中選出最佳的沸石改性方法及該方法的最佳改性條件，以經(jīng)該改性方法處理的沸石為主，添加適量生物炭，制備成復(fù)合沸石，并對(duì)改性沸石、生物炭和復(fù)合沸石三種吸附劑的吸附效果進(jìn)行比較。結(jié)果表明:加熱鹽改性方法改性的沸石吸附性能更好，該改性方法的最佳改性溫度為65-70℃，且沸石粒徑越小，其吸附性能越好，制備復(fù)合沸石時(shí)宜采用粒徑小于100目的改性沸石;制備復(fù)合沸石時(shí)，生物炭的最佳投加量為20％（指生物炭量占改性沸石量的20％）;在改性沸石、生

5、物炭和復(fù)合沸石三種吸附劑中，復(fù)合沸石同步去除氨氮及DBPs前驅(qū)物效果最佳。
　　(2) pH值對(duì)各目標(biāo)污染物在吸附劑上的吸附有較大影響，且影響各異，為滿足復(fù)合沸石同步去除各目標(biāo)污染物的要求，選取吸附反應(yīng)pH值為7較為合理;升溫有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行，表明該吸附為吸熱反應(yīng)，綜合考慮諸多因素，吸附反應(yīng)溫度選取25℃為宜;當(dāng)復(fù)合沸石投加量為18 g·L-1時(shí)，各目標(biāo)污染物的去除效果基本能滿足出水濃度標(biāo)準(zhǔn)的要求;該吸附動(dòng)力學(xué)服從準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)

6、方程，吸附平衡類型與Langmuir等溫吸附模型相似。
　　(3)復(fù)合沸石對(duì)實(shí)際微污染水有著較好的處理效果，在考察的水質(zhì)指標(biāo)中，氨氮、CODMn和濁度的去除率分別可達(dá)58.87％、39.82％和53.12％，由于實(shí)際水樣成分較為復(fù)雜，其處理效果略差于模擬水;經(jīng)復(fù)合沸石處理后的水樣，其DBPs生成量明顯比處理前減少:氯化消毒時(shí)，當(dāng)次氯酸鈉與水中腐植酸濃度比為0.5和1時(shí)，原水中二溴乙酸(DBAA)生成量分別為14.98和23.41μ