本发明涉及水处理领域。
背景技术：
氨氮是微污染源水中的一种重要污染物，也是引起水体富营养化的主要因素之一。在饮用水常规处理工艺中，一方面，水中的氨氮与氯消毒剂反应产生氯胺、氯化氰等副产物，大大增加了需氯量和消毒副产物生成量。另一方面，由于出水厂中的氨氮存在使得给水管网中自养菌的大量繁殖，将造成水质恶化与管网腐蚀。沸石是一种天然矿物，在水处理工艺中常用作为吸附剂，但它同时还兼有离子交换剂和过滤剂的作用。沸石去除氨氮是利用沸石对阳离子的选择性交换和再生特性，但沸石的机械强度不高，在滤池的反冲洗中损耗率较高，需预先进行一些改性处理才能用于做滤池的滤料。因此对沸石进行适当的改性，并且进行优化级配，强化新型沸石滤料对氨氮的去除，对水源水季节性氨氮的处理有着重要的参考意义。
技术实现要素：
本发明要解决在水处理中现有沸石的机械强度不高，在滤池的反冲洗中损耗率较高的技术问题，而提供去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法及其使用方法。
去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、用水冲洗天然沸石粉，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，再用水冲洗，烘干，研磨，过筛，得到改性沸石粉；其中天然沸石粉粒径为0.5～8mm；
二、将步骤一得到的改性沸石粉、水、硅酸钠和活性炭粉混合均匀，压制成φ＝1～3mm，h＝4～8mm圆柱状滤料，干燥，放入马弗炉内程序升温炉中煅烧，控制煅烧温度为200～500℃，制得沸石滤料a；其中，按质量份数，改性沸石粉为100份，水为15～20份，硅酸钠为8～15份，活性炭粉为1～3份；
三、将粒径为0.5～8.0mm的天然颗粒沸石，用水冲洗，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，放入程序分段升温炉中煅烧，控制煅烧温度为150～400℃，然后将沸石放入浓度为1.0mol/l的氯化钠溶液中浸泡24h，干燥，制得沸石滤料b；
四、将步骤二得到的沸石滤料a和步骤三沸石滤料b进行优化级配，沸石滤料a在上层，沸石滤料b在下层，沸石滤料a与沸石滤料b的滤层厚度比为2:7～1:1，滤层总厚度0.7～1.2m，完成去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法。
利用所述的制备方法制备的去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的使用方法，在使用时控制滤速为6～12m/h，当沸石滤料a和沸石滤料b吸附饱和时，取出，用水冲洗干净，分别放入浓度为0.8～2.0mol/l的氯化钠溶液中，浸渍24h，冲洗至中性，在温度为105℃条件下烘干2h，继续重复使用。
本发明的有益效果是：本发明综合考虑污染物特质，使用环境和经济成本等因素，选择合适的改性方法和优化级配，提高了沸石的机械强度和对氨氮单位吸附容量，强化新型沸石滤料对氨氮的去除，对水源水季节性氨氮的处理有着重要的参考意义。本发明利用制备改性沸石滤料进行优化级配和优化滤层厚度双层滤料，滤料a质轻比重小，滤料b比重大，改性后机械强度较高，不易破碎，在进行反冲洗时，不会明显的掺混现象，在一定的滤速范围内，能有效的吸附微污染水中低浓度的氨氮，且滤料可再生重复利用。
本发明制备的改性沸石滤料用于水处理。
附图说明
图1为水处理实验氨氮的平均去除率示意图，其中“▼”代表实施例一所述的改性沸石滤料(沸石滤料a+沸石滤料b)，“●”代表沸石滤料a，“▲”代表沸石滤料b，“■”代表石英砂。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、用水冲洗天然沸石粉，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，再用水冲洗，烘干，研磨，过筛，得到改性沸石粉；其中天然沸石粉粒径为0.5～8mm；
二、将步骤一得到的改性沸石粉、水、硅酸钠和活性炭粉混合均匀，压制成φ＝1～3mm，h＝4～8mm圆柱状滤料，干燥，放入马弗炉内程序升温炉中煅烧，控制煅烧温度为200～500℃，制得沸石滤料a；其中，按质量份数，改性沸石粉为100份，水为15～20份，硅酸钠为8～15份，活性炭粉为1～3份；
三、将粒径为0.5～8.0mm的天然颗粒沸石，用水冲洗，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，放入程序分段升温炉中煅烧，控制煅烧温度为150～400℃，然后将沸石放入浓度为1.0mol/l的氯化钠溶液中浸泡24h，干燥，制得沸石滤料b；
四、将步骤二得到的沸石滤料a和步骤三沸石滤料b进行优化级配，沸石滤料a在上层，沸石滤料b在下层，沸石滤料a与沸石滤料b的滤层厚度比为(2～1):(7～1)，滤层总厚度0.7～1.2m，完成去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中天然沸石粉和步骤三中天然颗粒沸石均含有硅、铝、氧、钾、钙、钠、镁和铁，其中硅、铝、氧占总质量90％以上。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中烘干温度为105℃，烘干时间为2h。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中过筛时为200目。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中干燥温度为105℃，干燥时间为2h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中控制煅烧温度为300～400℃，煅烧时间2h。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中干燥温度为105℃，干燥时间为2h。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：将步骤三制备的沸石滤料b进行分筛，其中有效粒径为0.9～1.1mm，不均匀系数为1.5～2.2。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中控制煅烧温度为200～300℃，煅烧时间2h。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：利用具体实施方式一所述的制备方法制备的去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的使用方法，在使用时控制滤速为6～12m/h，当沸石滤料a和沸石滤料b吸附饱和时，取出，用水冲洗干净，分别放入浓度为0.8～2.0mol/l的氯化钠溶液中，浸渍24h，冲洗至中性，在温度为105℃条件下烘干2h，继续重复使用。
本发明综合考虑污染物特质，使用环境和经济成本等因素，选择合适的改性方法和优化级配，提高了沸石的机械强度和对氨氮单位吸附容量，强化新型沸石滤料对氨氮的去除，对水源水季节性氨氮的处理有着重要的参考意义。本发明利用制备改性沸石滤料进行优化级配和优化滤层厚度双层滤料，滤料a质轻比重小，滤料b比重大，改性后机械强度较高，不易破碎，在进行反冲洗时，不会明显的掺混现象，在一定的滤速范围内，能有效的吸附微污染水中低浓度的氨氮，且滤料可再生重复利用。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、用水冲洗天然沸石粉，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，再用水冲洗，烘干，研磨，过筛，得到改性沸石粉；其中天然沸石粉粒径为5.0mm；
二、将步骤一得到的改性沸石粉、水、硅酸钠和活性炭粉混合均匀，压制成φ＝2mm，h＝6mm圆柱状滤料，干燥，放入马弗炉内程序升温炉中煅烧，控制煅烧温度为400℃，制得沸石滤料a；其中，按质量份数，改性沸石粉为100份，水为20份，硅酸钠为15份，活性炭粉为3份；
三、将粒径为5.0mm的天然颗粒沸石，用水冲洗，然后采用浓度为1.0mol/l氯化钠溶液浸泡24h，放入程序分段升温炉中煅烧，控制煅烧温度为350℃，然后将沸石放入浓度为1.0mol/l的氯化钠溶液中浸泡24h，干燥，制得沸石滤料b；
四、将步骤二得到的沸石滤料a和步骤三沸石滤料b进行优化级配，沸石滤料a在上层，沸石滤料b在下层，沸石滤料a与沸石滤料b的滤层厚度比为2:7，滤层总厚度1.0m，完成去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的制备方法。
步骤一中天然沸石粉和步骤三中天然颗粒沸石均含有硅、铝、氧、钾、钙、钠、镁和铁，其中硅、铝、氧占总质量90％以上；
步骤一中烘干温度为105℃，烘干时间为2h；
步骤一中过筛时为200目；
步骤二中干燥温度为105℃，干燥时间为2h；
步骤二中控制煅烧温度为300℃，煅烧时间2h；
步骤三中干燥温度为105℃，干燥时间为2h；
将步骤三制备的沸石滤料b进行分筛，其中有效粒径为1.0mm，不均匀系数为2；
步骤三中控制煅烧温度为200～300℃，煅烧时间2h。
利用所述的制备方法制备的去除微污染水源水中氨氮优化级配改性沸石滤料的使用方法，在使用时控制滤速为10m/h，当沸石滤料a和沸石滤料b吸附饱和时，取出，用水冲洗干净，分别放入浓度为2.0mol/l的氯化钠溶液中，浸渍24h，冲洗至中性，在温度为105℃条件下烘干2h，继续重复使用。
使用实际水体作为水源，配制氨氮浓度为1.0mg/l，分别采用实施例一所述的改性沸石滤料(沸石滤料a+沸石滤料b)、沸石滤料a、沸石滤料b和石英砂作为滤料进行水处理，其中氨氮的平均去除率如图1所示，其中“▼”代表实施例一所述的改性沸石滤料(沸石滤料a+沸石滤料b)，“●”代表沸石滤料a，“▲”代表沸石滤料b，“■”代表石英砂，由图可知改性实施例一制备的改性沸石滤料(沸石滤料a+沸石滤料b)的优化组合能有效提高氨氮的去除。