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1、聚合氯化铝改性硅藻土处理氨氮污水戈云森 赵艳摘要 氨氮废水是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质。目前尚无高效、经济的去 除方法。常规的生化方法去除氨氮效率低、周期长、成本高。本实验通过选用无机絮凝剂（聚 合氯化铝）对硅藻土进行改性，用改性后的硅藻土处理氨氮废水。结果表明改性土的用量、 溶液的温度、PH、吸附时间是主要影响因素。研究结果表明，以氯化铝改性的硅藻土，投 加量为2.5g/100ml, PH值为4,反应温度为40C，震荡吸附时间30min时处理效果最好能 达到 79.02%。所以在适宜条件下，改性硅藻土对氨氮废水的处理具有很好的效果。关键词 改性；硅藻土；处理；氨氮废水 氨氮废水
2、是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质，氨氮浓度过高会抑制自 然硝化,降低水体自净能力, 使生化处理受到限制, 造成水体富营养化等问题。 吸附法是目前处理印染废水的一种重要方法，杨金辉等1以煤渣灰作为吸附剂， 研究 了煤渣对水中氨氮的吸附效果。结果表明：煤渣粒径为10T5mm，吸附时间为13h, 煤渣投入量为50mg/l。在进水氨氮质量浓度为5mg/1时，煤渣对氨氮的去除率为8.3%。孙鸿 等2以沸石和活性炭作为吸附剂，对氨氮废水的处理研究表明：13X沸石在pH值为中性， 吸附时间为40 min 时对氨氮的去除率最大，达87.9%。且在相同实验条件下,先投放活性炭 再投放沸石去除氨氮的效果
3、较好,比先投放沸石然后投放活性炭的效果高出25%左右。冯喆文3同样对粉末活性炭和粉末沸石处理氨氮废水做了研究，实验表明：在相同实验条件下, 先 投放活性炭后投放沸石去处氨氮的效果最好, 去除效率可达70% 75%, 比先投放沸石后活 性炭的效果高出25%左右。本文以安徽科技学院师琴湖的水样作为研究水样，对改性硅藻土对氨氮吸收效果的研 究，主要包括吸附剂的最佳投加量，反应液的温度、PH、震荡吸附时间等，通过实验确定改 性硅藻土吸附氨氮的最佳因素。1 实验部分，1.1 主要实验仪器及试剂硅藻土：工业纯，使用前用去离子水冲洗数次，然后再烘干保存；聚合氯化铝：分析 纯 纳式试剂标准比色管（50ml）分
4、光光度计PH计1.2 实验水样本实验室用的是安徽科技学院师琴湖水样原水 PH 约为 7.91 氨氮浓度约为 0.051mg/ml1.3 实验分析方法纳式试剂分光光度法1.4 改性硅藻土的制备称取124.4g结晶氯化铝，加入浓度为10%的氢氧化钠溶液中，结晶氯化铝与氢氧化钠 按摩尔比2:1混合，搅拌使之均匀，静置一天，称取45g硅藻土加入溶液中，搅拌是指混合 均匀，风干碾碎，倒入容器中备用。1.5 实验方法 配制标准氨溶液，绘制标准曲线，取原水样经过过滤，加入一定量的改性硅藻土，通过改变不同条件，获得处理后的水样，预处理后测定吸光度，通过标准曲线计算出氨氮浓度， 从而得到去除率。图 1 氨氮标准
5、曲线2 实验结果及讨论2.1为了确定改性硅藻土的最佳投加量，先确定ph值为6，震荡吸附时间为20分钟 温度为10C，在100ml的水样中分别添加改性硅藻土 0.5g、l.Og、1.5g、2g、 2.5g、3.0g时，实验研究的结果是最佳投加量是2.5g。投加量 /(g/100ml)吸光度浓度 /(mg/ml)去除率0.50.0970.037925.69%10.0890.033933.53%1.50.0810.029841.56%20.0540.016268.23%2.50.0480.013174.31%30.0740.026348.43%图 2-1-1 改变投加量氨氮去除效果图 2-1-2 改
6、变投加量对去除率的影响通过图 2-1-1、2-1-2 可以看出 在一定范围内增大投加量会增大氨氮去除率，在已知的 条件：ph值为6 ,震荡吸附时间为20分钟，温度为10C时，通过实验测得硅藻土的 最佳投入量是 2.5g/100ml.2.2 当吸附震荡时间为 20分钟 室温为 10 改性硅藻土的投加量为 2.5g/100ml 改变 phph 值吸光度浓度 /(mg/ml)去除率20.0520.015270.20%30.0510.014771.17%40.0470.012775.10%50.0560.017266.27%60.0580.018264.31%70.0620.020260.39%图 2
7、-2-1 改变溶液 PH 的氨氮去除效果去除率图 2-2-2 改变 PH 对氨氮去除率的影响通过图2-2-1、2-2-2可以看出，在一定范围内降低PH会增大氨氮去除的效果。在一定 条件：吸附震荡时间为20分钟、室温为10C、改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml时，通过 实验测得当PH为4时氨氮的去除效果最好。2.3吸附震荡时间为20分钟改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml ph值为4 改变溶液温度温度吸光度浓度 /(mg/ml)去除率100.0570.017765.29%200.0520.015270.19%300.0490.013773.14%400.0440.011278.03%5
8、00.0480.013274.22%600.0550.016767.25%图 2-3-1 改变溶液温度的氨氮去除效果去除率图 2-3-2 改变溶液温度对氨氮去除率的影响通过图2-3-1、2-3-2 可以看出，在一定范围内改变温度对氨氮的去除具有推动作用。在 一定条件：吸附震荡时间为20分钟、改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml、ph值为4时， 通过实验可以测得氨氮最佳去除效果的温度是40度。2.4改变吸附震荡时间 改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml ph值为4 温度为10C吸附震荡时间吸光度浓度 /(mg/ml)去除率100.0610.019761.37%150.0580.01826
9、4.31%200.0520.015270.20%250.0470.012775.10%300.0430.010779.02%350.0550.016767.25%400.0570.017765.29%图 2-4-1 改变震荡吸附时间的氨氮去除效果去除率图 2-4-2 改变震荡吸附时间对氨氮去除率的影响通过图2-4-1、 2-4-2可知在一定范围内增加震荡吸附时间可以加强氨氮的去除效果，在 一定条件：改性硅藻土的投加量为2.5g/100ml、ph值为4、温度为10C时，通过实验测得 最佳吸附时间为30分钟。3 结论(1) 改性剂的量会影响氨氮的去除率, 因为当改性剂过量时硅藻土颗粒就会 迅速被占
10、领, 在废液中不能形成架桥，所以絮凝效率下降 , 氨氮去除率减小。(2) pH 值的变化一方面能改变硅藻土表面的 N 电位 , 另一方面也 影响硅藻 土的水解程度。硅藻土属硅酸盐类矿物 ,其表面电荷为负电, 等电点 pH 值为 6 8, 这 一 性 质 限 制 了 硅 藻 土 对 天 然 水 体 中 和 负 电 杂 质 的 吸 附 能 力 。 增 大 pH 值 能 使 硅 藻 土 颗 粒 电 荷 改变符号,增大对氨氮的去除率。但是在吸附时溶液过酸和过碱都会导致氨氮的 去除率降低。(3) 随着改性硅藻土投加量的增加, 氨氮去除率有所提高, 并出现一个峰 值 , 随 后 又 逐 渐 降 低 , 这
11、 主 要 是 由 于 当 用 量 过 大 时 , 其 本 身 的 酸 性 及 铁 等 水 解 产 生 的 酸 度 使 溶 液 pH 值 迅 速 降 低 , 超 出 了 混 凝 的 最 佳 pH 值 范 围 。(4) 无机絮凝剂改性效果比高分子有机絮凝剂的好, 且高分子无机絮凝剂 的效果最好。这是因为无机絮凝剂不仅 具有絮凝剂的凝结、架桥和沉淀作用 , 而 且还会生成络合物, 具有桥连的作用。(5) 由于改性剂的使用, 使硅藻土处理氨氮的能力提高了 1 倍以上, 扩大 了其在城镇生活污水和工业废水处理中的应用。参考文献 1 袁鹏, 吴大清, 翁维正, 等. 硅藻土表面酸位及其来源探讨 J . 矿
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