沸石是一种天然矿物,它对水中的铵离子具有选择吸附作用,在城市污水处理过程中可以作为交换剂去除二级生物处理出水中的氨氮,吸附饱和后的沸石粉常用食盐再生。这种方法不仅操作复杂,而且再生液还需处理。为了解决该技术难题,我们把沸石的吸氨性能和活性污泥的生物作用相结合,开展了沸石强化生物脱氮新工艺的研究。

本实验采用常用的粒径为200目的沸石粉,分别对城市污水初沉池处理出水以及氨氮浓度相当的实验配置液在搅拌的状态吸附处理2h,测定吸附后溶液剩余氨氮浓度并计算沸石粉的吸铵量。

实验结果表明:(1)粒径对平衡交换容量有较大影响,交换容量的大小与粒径的大小成反比,在一定的粒径范围内沸石交换容量与粒径成线性关系;(2)四种粒径的等温交换曲线均为上凸形,对氨氮的交换有利;(3)平衡状态下,当溶液相中的氨氮浓度较低时,粒径对沸石交换容量的影响较小,当溶液中氨氮浓度较高时,粒径对氨氮交换量的影响较大;(4)180~200目沸石的氨氮交换容量最大,市场上不同粒径沸石的价格差异很小,考虑到动力搅拌的问题,生物实验中采用180~200目的沸石比较适宜。

实验结果显示,在沸石粉浓度维持在4g/L不变时,沸石吸氨量随着起始浓度的增加而增加,但氨氮浓度到了46mg/L后,吸附量增加的速率趋缓;起始氨氮浓度一定时,沸石吸氨量随着沸石粉浓度的增加而减少。

污水组分复杂,不仅有表面活性剂、盐分、石油类等物质的影响,有非溶解性有机物和难降解有机物的附着、粘附以及氨氮、溶解性COD、各种阳离子等竞争性吸附,吸附的影响因素多。

试验表明,在沸石粉浓度不变时,沸石吸氨量随着起始浓度的增加而增加,但氨氮浓度到了46mg/L后,吸附量增加的速率趋缓;起始氨氮浓度一定时,沸石吸氨量随着沸石粉浓度的增加而减少。