煤矸石合成沸石及對(duì)氨氮廢水吸附性能的研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,能源短缺現(xiàn)象日益明顯、水污染現(xiàn)象嚴(yán)重,因此對(duì)于二次利用開(kāi)發(fā)廢棄物資源以及廢水的治理顯得尤為重要。氨氮廢水如果處理不當(dāng)會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化,對(duì)人體的組織器官也具有危害作用。煤矸石、水淬渣等固廢的利用率低導(dǎo)致大面積寶貴的土地資源被占用,同時(shí)還污染著環(huán)境。
　　為解決天然沸石資源有限、再生困難、成本高的弊端,本論文首先選用固體廢棄物煤矸石為原料采用堿熔法合成一種沸石。然后,在煤矸石中加入一定量的水淬渣為原料采用堿熔

2、—超聲波輔助法合成另一種不同類型的沸石。最后,利用合成的沸石作為吸附劑處理氨氮廢水。并通過(guò)吸附等溫試驗(yàn)和吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),探討了合成沸石對(duì)氨氮吸附機(jī)理的研究。
　　綜合對(duì)比了堿熔法合成沸石及堿熔—超聲波輔助法合成沸石對(duì)氨氮的吸附性能,依次考察了焙燒溫度、固液比、陳化時(shí)間、晶化時(shí)間;水淬渣投加量、超聲波時(shí)間、固液比、晶化溫度、晶化時(shí)間對(duì)合成沸石氨氮吸附性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),堿熔—超聲波法合成沸石液固比減小了,陳化時(shí)間縮短了,而且通過(guò)對(duì)

3、比掃描電鏡圖以及XRD圖分析可以看出,加入了水淬渣熔融物呈現(xiàn)更加蓬松的狀態(tài),比不加水淬渣合成的沸石晶體更加規(guī)則結(jié)晶度好。另外,研究還發(fā)現(xiàn):1)合成的煤矸石沸石吸附氨氮廢水的最佳條件為:投加量0.024g/mL,振蕩時(shí)間60min,pH值為7左右;在此條件下對(duì)氨氮的最高去除率為63.63％。2)合成的煤矸石水淬渣沸石吸附氨氮廢水的最佳條件為:投加量0.024g/mL,振蕩時(shí)間45min,pH值為7左右;在此條件下對(duì)氨氮的最高去除率為57.

4、29%。
　　兩種合成沸石對(duì)稀土氨氮廢水中的氨氮吸附等溫試驗(yàn)研究以及吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究表明:1)兩種合成沸石的Freundlich方程特征參數(shù)1/n均在0.1~0.5之間,說(shuō)明吸附較容易進(jìn)行;Langmuir、Freundlich、Temkin三種吸附等溫線模型中Freundlich方程能更好的描述兩種合成沸石對(duì)氨氮的吸附行為;2)煤矸石沸石、煤矸石水淬渣沸石對(duì)氨氮的吸附平衡時(shí)間分別在60min、45min;兩種合成沸石對(duì)稀土氨氮

5、廢水中的氨氮吸附過(guò)程中,均較好的符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合直線,其中煤矸石水淬渣沸石與準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合直線的相關(guān)性最好,為0.9989;顆粒擴(kuò)散是煤矸石沸石吸附氨氮的主要控制步驟,液膜擴(kuò)散是煤矸石水淬渣沸石吸附氨氮的主要控制步驟;煤矸石沸石的有效擴(kuò)散系數(shù)Dc=2.4686×10-7cm2/s;煤矸石水淬渣沸石的有效擴(kuò)散系數(shù)Dc=2.2043×10-7cm2/s。
　　研究成果對(duì)于二次利用開(kāi)發(fā)煤矸石、水淬渣等廢棄物資源提供了一種新思路,可