对天然沸石及其改性后对水体中低浓度氨氮的吸附去除进行实验研究，发现当吸附时间是90min，废水pH值为5左右时，天然沸石粉的氨氮去除率达54.77%，吸附氨氮的效果最好；天然沸石粉在100℃下，经0.3mol/L的氯化钠溶液改性效果最好，改性沸石粉在吸附时间60min，pH为5时，氨氮去除率达98.85%，吸附氨氮的效果最好。
一、背景阐述
城市污水以及部分工业废水中存在含氮污染物，排放水体可能会导致水体的富营养化，即使经过处理的污水，其TN含量一般仍然会达到15mg/L以上，远高于导致水体富营养化的氮含量水平。所以，如何对一般污水处理工艺的出水中低浓度含氮污染物进行处理，降低水环境污染压力成为了近期水污染防治的热点之一。沸石是一种呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物的总称，其具有单斜晶体，即有分子筛性质的硅氧四面体和铝氧四面体，对于尺寸小于其孔径的分子(如NH4+)有较高的选择吸附特性，且其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。另外，已有研究表明，对天然沸石进行合理的改性，能显著提高沸石的吸附容量。
二、实验方法
在城市污水处理厂的二级出水中，氨氮浓度一般小于25mg/L，所以，本研究采用分析纯NH4Cl配置的模拟废水，氨氮的初始浓度约为25mg/L。实验中，首先考察天然沸石吸附氨氮的工艺条件，确定运行参数(废水的pH值、吸附时间)。然后进行沸石改性试验，分别考察了氯化钠溶液的浓度、改性时间、氯化钠溶液的温度对沸石粉吸附氨氮的影响，确定了沸石粉的最佳改性方法，接着研究最佳改性后的沸石粉吸附氨氮的最优pH值、吸附时间。最后，比较改性前后的沸石粉对氨氮的吸附效果。
三、结果与讨论
实验中，取6份pH值为5的100mL的模拟废水，再分别加入1g天然沸石粉，在30℃下分别振荡10、30、40、60、90、120min后，离心并测其上层清液的氨氮浓度，结果如图2。随着吸附时间的增长，氨氮的去除率逐渐升高，90min吸附接近平衡，氨氮的去除率达54.77%，对应的吸附容量1.369mg/g，其后去除率增长趋于平缓
一方面，沸石粉中可交换的阳离子原本保持着电中性，由于NaCl溶液温度的升高使得这些阳离子能够更迅速地被钠离子交换。另一方面，沸石粉中的水合阳离子在100℃时容易发生可逆脱水，对钠离子的交换有利。并且温度达到100℃时，原本充满在沸石粉的孔道和空腔中的水分子可以蒸发除去，从而增大了沸石粉的孔隙度，使吸附能力提高。
总之，天然沸石粉可以吸附废水中的氨氮，但其吸附性能有一定的局限性。天然沸石粉在吸附废水中的氨氮时，最佳工艺条件是pH值为5，吸附时间为90min，此时天然沸石粉吸附氨氮的去除率高达54.77%，氨氮吸附容量为1.369mg/g。
