[发明专利]一种同步去除污水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物的沸石改性方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体是一种可以同步去除污水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物的沸石改性方法。

背景技术

快速城镇化在给人们带来巨大经济效益的同时，大量的生活污水、工业废水的排放和农药使用的给环境造成巨大的污染，氮磷超标成为水体富营养化加剧的首要因素，因此水体脱氮除磷已经成为一个亟待解决的问题。污染水体中氮和磷的形态主要为氨氮、硝态氮、磷酸盐和聚合磷酸盐，因此，脱氮除磷的关键就是去除水体中的氨氮、硝态氮、正磷酸盐和聚合磷酸盐。

一般认为生物处理法是去除废水中氮磷最为经济的方法，但是生物法有自身的局限性：占地面积大、建设成本高、周期长、对气候环境依赖程度大是生物处理法面对的问题，制约着生物法的使用。

沸石具有较大的比表面积，因此具有较高的吸附和离子交换能力，已经被广泛的应用于环境保护、工业生产、农业生产等领域。但由于沸石结构本身带有负电荷，故并不能有效吸附去除水中的阴离子物质；天然沸石空隙相互联通度不高，容易堵塞，因此天然沸石几乎不能吸附有机物。

对天然沸石进行必要的改性处理，以增加沸石的吸附容量，提高离子交换能力，增强吸附去除阴离子、有机物污染物、重金属离子效果。各种文献中提到，用表面活性剂改性的沸石，特别是用阳离子表面活性剂改性的沸石，在保持原来去除重金属离子、铵离子和其他无机物能力的同时，还可有效地去除水中的含氧酸阴离子，并大大提高了其去除有机物的能力。

目前还未有报导将表面活性剂改性沸石用来同步去除水中既含有阳离子和阴离子的氮类，又含有阴离子磷类的研究。本发明是采用HDTMA-Br这种表面活性剂对沸石改性，并应用改性沸石同步去除污水中的氮和磷。

发明内容

本发明针对现有沸石改性技术的不足，提供了一种操作简单、价格低廉、周期短，且改性后可以同步去除污水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物三种物质的改性方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种同步去除污水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物的改性沸石的制备方法，具体步骤为。

1）预处理：首先使用粉碎机对天然沸石进行粉碎处理，并使之通过100目金属筛，封袋备用。

2）改性处理：按HDTMA-Br和上述处理后的沸石按质量比为1：7量取，将HDTMA-Br溶于超纯水中，再与沸石混合放入振荡器中，振荡24h,自然晾干，即得改性沸石成品。

步骤（1）中所述的天然沸石为斜发沸石。

步骤（2）所述的恒温水浴振荡器工作温度为25℃，振荡速度为200r/min。

本发明制得的改性沸石可用于污水处理中阳离子氮类、阴离子氮类以及阴离子磷污染物，实验证明，上述方法制得的改性沸石对于水中的NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P三种污染物具有较高的同步去除率。

本发明采用天然沸石、阳离子表面活性剂（HDTMA-Br）作为原材料制备改性沸石，结合吸附技术用于水中氨氮、硝酸氮和磷酸盐的去除，实现了廉价自然资源的高效利用，具有操作简单、价格低廉、周期短等特点。

附图说明

图1是实施例2中改性剂浓度对氨氮（NH₄⁺-N）吸附效果的影响曲线图。

图2是实施例2中改性剂浓度对硝酸盐（NO₃^--N）吸附效果的影响曲线图。

图3是实施例2中改性剂浓度对磷酸盐（PO₄^3--P）吸附效果的影响曲线图。

表1是实施例4中改性沸石同步吸附氨氮（NH₄⁺-N）、硝酸盐（NO₃^--N）、磷酸盐（PO₄^3--P）三种物质的正交实验表。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。