一种去除水中氨氮和磷酸盐的改性沸石吸附剂及其制备和再生方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术领域，具体设及用于去除水中氨氮和憐酸盐的改性沸石吸 附剂及其制备和再生方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的不断发展，大量含有氮和憐的工业废水、生活污水被排入江河湖 泊，易造成水体富营养化，使藻类过量繁殖，急剧加速水中溶解氧的消耗，水质恶化，导致鱼 类及其他生物大量死亡。常用废水中除憐和氮的方法有化学沉淀法、生物法、化学吸附与离 子交换法等。吸附法和离子交换法具有工艺简单、消除效果好、占地面积小等优点，被人们 认为是有效的去除氮憐的方法，而吸附剂的设计开发，成为该方法的研究重点。
[0003] 天然沸石是一类含水的碱金属或碱±金属的娃侣酸盐矿物的总称，晶格空穴中的 阳离子使其具有离子交换能力，丰富的孔道结构，使其具有出色的吸附能力。与合成沸石相 比，天然沸石廉价易得，但结晶度低，再生性能较差。利用天然沸石的阳离子交换性能来消 除氨氮已经受到国内外研究人员的广泛关注，通过盐、高溫、碱处理等简单的改性方法，得 到了去除氨氮性能较好的改性沸石，但仍存在不能多次再生的缺点。由于憐在水中主要W 阴离子形式存在，与带负电荷的沸石骨架之间具有静电排斥作用，因此，天然沸石对憐的吸 附效果不佳。研究出一种合适的改性方法，提高天然沸石吸附憐的能力，并能多次再生，将 会使天然沸石可W广泛的应用于污水处理。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种能同时去除水中氨氮和憐酸盐的改性沸石吸附剂及其 制备和再生方法。
[0005] 本发明提供的能同时去除水中氨氮和憐酸盐的改性沸石吸附剂的制备方法，具体 步骤为： (1) 将天然沸石颗粒筛选并娠磨，粉碎到100~200目，清洗、烘干； (2) 配制钢离子含量为0. 05~2. 0mol/L的氯化钢改性剂溶液； (3 )将步骤（1)处理后的沸石粉末与步骤（2 )配制的改性剂溶液混合后，在磁力揽拌下 进行离子交换2~4化，沸石粉末与氯化钢改性剂溶液的重量比为1:5~50 ; (4) 将步骤（3)得到的混合物静置沉降后，取出固体清洗、烘干、娠磨成粉； (5) 配制错离子含量为0. 01~0. 2mol/L的错改性剂溶液； (6) 将步骤（4)处理后的固体粉末与步骤（5)配制的改性剂溶液混合后，经磁力揽拌 0. 5~化后，加入化0H调节抑值至9~12 ; (7) 将步骤（6)得到的混合物进行超声改性，先采用28KHZ，40W处理10-30min，然后采 用 80KHz，90W处理 10-60min; (8) 超声改性后在120°C水热处理24~48h; (9)将步骤（8)得到的混合物冷却静置沉降后，取出固体清洗、烘干、娠磨成粉，得到改 性的沸石，作为吸附剂。
[000引本发明中，步骤（5 )配制错改性剂溶液使用的错盐为ZrOC!2 ·細20或ZrO(N03)2 · 2&0。
[0007] 本发明中，步骤（1 )、步骤（4)所述烘干，溫度为90~150°C。
[0008] 本发明制备得到的吸附剂，能同时有效地去除水中氨氮W及憐酸盐；并能多次再 生，重复使用。
[0009] 本发明所述的再生，其方法是：把使用过的改姓沸石与再生液按为1:5~50的重量 比例混合，再生时间为30~300min;所述再生液为包含0. 01~0. 5mol/L化0H和0. 05~2. 0 mol/L化C1的混合液。
[0010] 本发明的原理为：利用氯化钢改性溶液对沸石进行前处理，通过离子交换去除巧 儀等离子，提高沸石吸附氨氮的能力。再经过沉淀法负载错，利用错对憐的特异性吸附能 力，提高沸石吸附憐酸盐的能力。超声改性和水热处理可W改善天然的结晶度，使之具有更 好的稳定性，能多次再生使用，同时废水错沉淀更加均匀分散在沸石表面，加强沸石表面与 错的作用，提高沸石的吸附能力。超声处理的基本原理是基于液体的空化效应，空化效应的 强度直接跟频率有关，频率低时，空化气泡大，空化强度高，作用力强。频率高时产生的空化 泡数量多，穿透力强，先后使用两种不同频率和功率的超声处理是改善天然沸石性能的关 键点之一。
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点在于：利用廉价的天然沸石作为原材料，通过氯化 钢W及错的双重改性后制备得到改性沸石吸附剂，不仅提高了天然沸石吸附氨氮的能力， 同时大大提高了沸石吸附憐酸盐的能力，实现了对阳离子氨氮和阴离子憐酸盐的同步吸附 功能。另外本发明对改性后沸石进行超声和水热处理，显著改善了天然沸石再生使用性能 差的问题，提供的再生液能够有效地对吸附后的改性沸石吸附剂进行再生，使得改性沸石 能够循环使用，节约成本。
【具体实施方式】
[0012] 下面通过实施例进一步描述本发明。
[001引 实施例1 (1) 将沸石颗粒筛选并娠磨，粉碎到100~200目，用去离子水清洗后100°C烘干； (2) 配制钢离子含量为1. 0mol/L的氯化钢改性剂溶液； (3 )将步骤（1)处理后的沸石粉末与步骤（2 )配制的改性剂溶液混合后，在磁力揽拌下 进行离子交换2地，沸石粉末与氯化钢改性剂溶液的重量比为1:20 ; (4) 将步骤（3)得到的混合物静置沉降后，取出固体清洗烘干、娠磨成粉； (5) 用ZrOClz·細20配制错离子含量为0. 02mol/L的改性剂溶液； (6 )将步骤（4)处理后的固体粉末与步骤（5 )配制的错改性剂溶液混合后，经磁力揽拌 化后，加入化0H溶液调节抑值至10 ; (7) 将步骤（6)得到的混合物进行超声改性，先采用28KHz，40W处理lOmin，然后采用 80KHz，90W处理 60min; (8) 超声改性后在120°C水热处理24h; (9)将步骤（8)得到的混合物静置沉降后，取出固体用去离子水清洗后，于150°C烘箱 烘干、娠磨成粉，得到改性的沸石吸附剂。
[0014] 将实施例1制得的改性沸石吸附剂应用于的含氨氮和憐酸盐的溶液的吸附消除 中，氨氮和憐酸盐的初始浓度均为10mg/l，溶液抑=4,沸石投料量6g/l，吸附效果见表1。 [001引实施例2 (1) 将沸石颗粒筛选并娠磨，粉碎到100~200目，用去离子水清洗后90°C烘干； (2) 配制钢离子含量为0. 05mol/L的氯化钢改性剂溶液； (3 )将步骤（1)处理后的沸石粉末与步骤（2 )配制的改性剂溶液混合后，在磁力揽拌下 进行离子交换48h，沸石粉末与氯化钢改性剂溶液的重量比为1:5; (4) 将步骤（3)得到的混合物静置沉降后，取出固体清洗烘干、娠磨成粉； (5) 用ZrO(N03)2· 2&0配制错离子含量为0. 2mol/L的改性剂溶液； (6) 将步骤（4)处理后的固体粉末与步骤（5)配制的改性剂溶液混合后，经磁力揽拌5 h后，加入