復合沸石的制備及其對微污染水中氨氮和DBPs前驅(qū)物的去除性能.pdf

1、近年來，由于人口的增長、經(jīng)濟和社會的迅速發(fā)展、以及城市化進程的加快，水源水污染問題日益嚴重，且呈發(fā)展趨勢。由于水源水受到污染，水體中的氨氮及消毒副產(chǎn)物(DBPs)前驅(qū)物濃度升高，常規(guī)水處理工藝很難使水質(zhì)達到飲用水標準，一旦水中氨氮和DBPs前驅(qū)物濃度過高，可能造成亞硝酸鹽以及DBPs濃度升高，嚴重威脅著飲用冰的水質(zhì)安全和人體健康。因沸石具有廉價、易得和對氨氮的高選擇吸附性，以及生物炭具有經(jīng)濟、安全和高效等優(yōu)點，近年來均被廣泛關(guān)注，利用沸

2、石或生物炭對氨氮、水體中DBPs前驅(qū)物等單一污染物的吸附研究已取得諸多進展，但將上述兩種材料結(jié)合起來并用于同步去除微污染水中氨氮及DBPs前驅(qū)物的去除研究卻鮮有報道，亟待研究探討。
　　本研究對天然沸石進行改性處理，并將改性處理后的沸石結(jié)合生物炭制備成復合沸石;以改性沸石、生物炭和復合沸石為吸附劑，以氨氮、DBPs前驅(qū)物——腐植酸、富里酸和色氨酸作為目標污染物，比較各吸附劑對目標污染物的吸附性能;對氨氮、DBPs前驅(qū)物單一污染和混

3、合污染（指氨氮與某一種DBPs前驅(qū)物混合污染）時分別開展實驗，研究初始pH值、溫度、沸石投加量、初始污染物濃度以及吸附時間對復合沸石吸附性能的影響;開展了復合沸石在實際微污染水中的應用研究，包括氨氮、DBPs前驅(qū)物、CODMn和濁度等指標的去除效果，并通過對處理前和處理后的水樣分別進行氯化消毒實驗，比較前后DBPs的產(chǎn)生情況，重點分析復合沸石對DBPs前驅(qū)物的去除性能。取得的主要成果如下:
　　(1)首先在加熱鹽改性和微波鹽改性兩

4、種改性方法中選出最佳的沸石改性方法及該方法的最佳改性條件，以經(jīng)該改性方法處理的沸石為主，添加適量生物炭，制備成復合沸石，并對改性沸石、生物炭和復合沸石三種吸附劑的吸附效果進行比較。結(jié)果表明:加熱鹽改性方法改性的沸石吸附性能更好，該改性方法的最佳改性溫度為65-70℃，且沸石粒徑越小，其吸附性能越好，制備復合沸石時宜采用粒徑小于100目的改性沸石;制備復合沸石時，生物炭的最佳投加量為20％（指生物炭量占改性沸石量的20％）;在改性沸石、生

5、物炭和復合沸石三種吸附劑中，復合沸石同步去除氨氮及DBPs前驅(qū)物效果最佳。
　　(2) pH值對各目標污染物在吸附劑上的吸附有較大影響，且影響各異，為滿足復合沸石同步去除各目標污染物的要求，選取吸附反應pH值為7較為合理;升溫有利于吸附反應的進行，表明該吸附為吸熱反應，綜合考慮諸多因素，吸附反應溫度選取25℃為宜;當復合沸石投加量為18 g·L-1時，各目標污染物的去除效果基本能滿足出水濃度標準的要求;該吸附動力學服從準二級動力學

6、方程，吸附平衡類型與Langmuir等溫吸附模型相似。
　　(3)復合沸石對實際微污染水有著較好的處理效果，在考察的水質(zhì)指標中，氨氮、CODMn和濁度的去除率分別可達58.87％、39.82％和53.12％，由于實際水樣成分較為復雜，其處理效果略差于模擬水;經(jīng)復合沸石處理后的水樣，其DBPs生成量明顯比處理前減少:氯化消毒時，當次氯酸鈉與水中腐植酸濃度比為0.5和1時，原水中二溴乙酸(DBAA)生成量分別為14.98和23.41μ