[發明專利]一種同步去除污水中陽離子和陰離子氮類以及陰離子磷污染物的沸石改性方法

無效

• 申請號: 201310543704.9
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103539217A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 梁英;姚景;胡牧;陶權;馬效芳
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/16;B01J20/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體是一種可以同步去除污水中陽離子和陰離子氮類以及陰離子磷污染物的沸石改性方法。

背景技術

快速城鎮化在給人們帶來巨大經濟效益的同時，大量的生活污水、工業廢水的排放和農藥使用的給環境造成巨大的污染，氮磷超標成為水體富營養化加劇的首要因素，因此水體脫氮除磷已經成為一個亟待解決的問題。污染水體中氮和磷的形態主要為氨氮、硝態氮、磷酸鹽和聚合磷酸鹽，因此，脫氮除磷的關鍵就是去除水體中的氨氮、硝態氮、正磷酸鹽和聚合磷酸鹽。

一般認為生物處理法是去除廢水中氮磷最為經濟的方法，但是生物法有自身的局限性：占地面積大、建設成本高、周期長、對氣候環境依賴程度大是生物處理法面對的問題，制約著生物法的使用。

沸石具有較大的比表面積，因此具有較高的吸附和離子交換能力，已經被廣泛的應用于環境保護、工業生產、農業生產等領域。但由于沸石結構本身帶有負電荷，故并不能有效吸附去除水中的陰離子物質；天然沸石空隙相互聯通度不高，容易堵塞，因此天然沸石幾乎不能吸附有機物。

對天然沸石進行必要的改性處理，以增加沸石的吸附容量，提高離子交換能力，增強吸附去除陰離子、有機物污染物、重金屬離子效果。各種文獻中提到，用表面活性劑改性的沸石，特別是用陽離子表面活性劑改性的沸石，在保持原來去除重金屬離子、銨離子和其他無機物能力的同時，還可有效地去除水中的含氧酸陰離子，并大大提高了其去除有機物的能力。

目前還未有報導將表面活性劑改性沸石用來同步去除水中既含有陽離子和陰離子的氮類，又含有陰離子磷類的研究。本發明是采用HDTMA-Br這種表面活性劑對沸石改性，并應用改性沸石同步去除污水中的氮和磷。

發明內容

本發明針對現有沸石改性技術的不足，提供了一種操作簡單、價格低廉、周期短，且改性后可以同步去除污水中陽離子和陰離子氮類以及陰離子磷污染物三種物質的改性方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。

一種同步去除污水中陽離子和陰離子氮類以及陰離子磷污染物的改性沸石的制備方法，具體步驟為。

1）預處理：首先使用粉碎機對天然沸石進行粉碎處理，并使之通過100目金屬篩，封袋備用。

2）改性處理：按HDTMA-Br和上述處理后的沸石按質量比為1：7量取，將HDTMA-Br溶于超純水中，再與沸石混合放入振蕩器中，振蕩24h,自然晾干，即得改性沸石成品。

步驟（1）中所述的天然沸石為斜發沸石。

步驟（2）所述的恒溫水浴振蕩器工作溫度為25℃，振蕩速度為200r/min。

本發明制得的改性沸石可用于污水處理中陽離子氮類、陰離子氮類以及陰離子磷污染物，實驗證明，上述方法制得的改性沸石對于水中的NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P三種污染物具有較高的同步去除率。

本發明采用天然沸石、陽離子表面活性劑（HDTMA-Br）作為原材料制備改性沸石，結合吸附技術用于水中氨氮、硝酸氮和磷酸鹽的去除，實現了廉價自然資源的高效利用，具有操作簡單、價格低廉、周期短等特點。

附圖說明

圖1是實施例2中改性劑濃度對氨氮（NH₄⁺-N）吸附效果的影響曲線圖。

圖2是實施例2中改性劑濃度對硝酸鹽（NO₃^--N）吸附效果的影響曲線圖。

圖3是實施例2中改性劑濃度對磷酸鹽（PO₄^3--P）吸附效果的影響曲線圖。

表1是實施例4中改性沸石同步吸附氨氮（NH₄⁺-N）、硝酸鹽（NO₃^--N）、磷酸鹽（PO₄^3--P）三種物質的正交實驗表。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。