无机氨氮化合物是造成水体富营养化的主要污染物之一,水体中过量的含氮化合物会使藻类等浮游生物大量繁殖,水中的溶解氧锐减,鱼类大量死亡,水质变坏,以至“赤潮”出现。水体中氨氮的过剩是引发富营养化的关键所在。各国对氨氮废水的治理日益重视,这类废水的处理方法有多种,各有优缺点。
目前,实际应用于氨氮废水处理的主要方法有生物硝化法、吹脱法和化学沉淀法等,但都有一定的局限性。生物法工艺较复杂,费用较高,受温度和有毒物质的影响较大。吹脱法适合处理高浓度氨氮废水,氮去除率受温度的影响。化学沉淀法处理费用高,日常维护困难,限制了其广泛应用。现阶段对于氨氮废水处理的主要办法是利用离子交换吸附,一般将沸石分子筛作为离子交换吸附剂,其易得、吸附效果好、可脱吸附再生等优点受到人们的重视。曹吉林等通过表征分析说明合成磁性4A沸石晶形完整,表面负载的Fe3O4分布均匀,磁化率随所负载Fe3O4量的增加而增大,粒度比纯4A沸石大。磁性4A沸石对钙、镁、铅和氯乙酸的吸附性能与纯4A沸石相当,利用磁性4A沸石可以方便利用磁场分离的特性,其粉末状产品不用成型就可以直接在溶剂或溶液中使用。
以水玻璃、NaAlO2、NaOH和去离子水为合成4A型沸石分子筛原料,首先在置于40℃恒温水浴的三口瓶内加入去离子水、NaOH和NaAlO2,待充分搅拌混合溶解后,快速加入水玻璃,加入量依据如下质量比例:水玻璃:NaAlO2:NaOH:去离子水=11:10:8:,混胶30min~40min,使之成均匀的白色凝胶,然后在40min~60min内将温度调至95℃,停止搅拌,静置恒温晶化6h~8h,晶化后,过滤分离所得结晶产品,并用去离子水冲洗至中性,最后℃干燥,即得白色粉末4A磁性沸石分子筛。
通过后续试验可知,磁性沸石对水溶液中氨氮的吸附速率较快,10min即达到吸附平衡.25℃、pH=6条件下,磁性沸石对溶液中氨氮的吸附效果最好,饱和吸附量为42.42mg/g.磁性沸石对水溶液中氨氮的吸附是自发的和放热的。