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改性沸石同步去除水体中氮和磷的效果和机理研究

2020-04-26

中国科技纵横 2020年24期
关键词:草儿磷酸盐沸石

(北京市第四十四中学,北京 100045)

0.引言

沸石作为一种来源广泛、价格低廉的无机非金属矿物,因其独特的吸附性能、离子交换性能和易再生的特性[1],在去除污水中的氮有着很好的应用前景。国内外的研究者对沸石用于去除水体中重金属离子、有机物和氨氮的研究较多,用于除磷的研究较少,特别是同步去除景观水体和河道中的氮和磷的研究报道很少。[2]

我们通过对沸石进行适当的改性工艺处理,从它的粒度、表面积、改性等方式下多加对比,探索出最佳条件。使其具有同步脱氮除磷的功效。[3]

(1)东南部平原养殖区。河溶、两河、半月、草埠湖等镇地处江汉平原过渡地带,主要养殖区域形成漳河东、沮河西两大全市主要渔业基地板块,主要养殖青、草、鲢、鳙、鲤、鲫、黄颡鱼、团头鲂、小龙虾、黄鳝、泥鳅、鳜、鲈、鲌、鳖等品种。该区池塘养殖标准化、规模化、生态化等健康养殖模式初步形成。

1.研究过程

1.1 实验仪器及材料

1.1.1 实验仪器

多头磁力搅拌器、真空抽滤装置、分析天平、便携式可见分光光度计,数显恒温水浴震荡器、电热鼓风干燥箱

维吾尔族第一前磨牙根尖孔位置变异情况见表3。156个上颌第一前磨牙共245个根管,根尖孔位置变异(颊、腭、近中、远中)的有158个(64.49%),根尖孔位于根尖顶点的有87个(35.51%)(P<0.05);150个下颌第一前磨牙共158个根管,根尖孔位置变异的有82个(51.90%),根尖孔位于根尖顶点的有76个(48.1%)(P>0.05)。

面对角色,巩俐不但愿意倾其所有,还特别有自己的坚持和原则。40岁那年,已经包揽无数大奖的巩俐,决定冲出舒适区,向更大的舞台发起挑战。那一年,她开始征战好莱坞。但和那些急于在好莱坞混个脸熟的人相比,巩俐依然坚持自己的底线,当剧本不合心意的时候,再有影响力的片子,她都会果断拒绝,其中就包括《007》的邀约。

2.3.1 吸附量

没有鲜花与喝彩声,草儿在人们的冷眼和嘲笑中,来到了牧儿家,不过,有羊儿的叫声,有牧儿和他真诚的笑迎接她,草儿感到足够了。凡是追过草儿,而草儿未搭理的小伙子都说:“草儿是鲜花插在了牛粪上,嫁给了个放羊的,要啥没啥,以后只能过苦日子。”草儿只当没听到,但草儿和牧儿的心里都在想:以后一定要把日子过好,让这些人看看。

氯化钠(NaCl,分析纯)、七水氯化镧(LaCl37H2O分析纯)、氢氧化钠(NaOH分析纯)沸石颗粒(粒径2mm~3mm)(灵寿县垚鑫矿产品加工厂)、沸石粉(100目)朝阳市鑫河科技有限公司。

1.2 实验步骤

1.2.1 氯化钠改性

配制1.0mol/ L NaCl 溶液 2000ml:(1)称取 117g NaCl 固体加入烧杯中,加适量蒸馏水搅拌溶解,再倒入2000ml 容量瓶中加入水溶液继续溶解。(2)称取沸石粉和沸石颗粒各100g,倒入1000ml NaCl 溶液中,用磁力搅拌器和摇床搅拌均匀,震荡4h。(3)105℃烘箱中烘干8h。

2.2.2 氨氮浓度变化及去除率

(1)称取10g氯化镧至500ml 锥形瓶中,加入100ml去离子水,50℃水浴条件充分溶解。(2)加入90g沸石,用磁力搅拌器和摇床搅拌均匀,震荡7h。(3)105℃烘箱中烘干8h。

1.2.3 模拟废水配制

称取3.8462g固体NH4Cl,加入1L去离子水,得到浓度为1000mg/L的NH4Cl溶液母液;称取1.0985g 固体KH2PO4,加入1L去离子水,得到浓度为250mg/L的KH2PO4溶液母液。

在初中数学中,函数动点问题可分为以下几种:动点与一次函数结合、与二次函数结合以及与反比例函数结合。其中动点与二次函数结合问题出现几率会相对较大,难度也相对高出很多。其问题通常为:其一,对函数解析式的建立计算存在问题。其二,计算最值缺乏准确性。同时最值问题主要是对之前函数解析式明确后才明确的,其中也可表示为几何最值问题。其三,对相应问题的计算易产生错误。各种问题的提出都有着相应的种类,教师在数学教学期间应对其进行充分的总结与归纳。

1.2.4 氨氮效果去除测定

社会心理学已经证实,当决策者行动时,常常会考虑他人的判断和行为,即使知道其他人是一种从众行为,理性的人也会参与其中并采取类似的行为。如果脱离了大多数,会让人产生不安全感,尤其是对自己缺乏自信的时候,这种心理效应会更加显著,即从众心理。

从图3得到,4种改性与未改性沸石在吸附120min时,基本达到吸附平衡,吸附量达到最大,在后续的120min~240min反应过程中,除未改性颗粒沸石外,其他3种沸石对氨氮的吸附量不再增加。由此看出,改性沸石的表面明显比天然沸石的粗糙。沸石孔穴的大小直接影响离子换的进行,只有小于孔径的分子才能进入沸石孔穴内,否则不能进入参与反应。改性后的沸石吸附孔径虽然变小,但仍大于 NH4+直径,而且改性沸石总孔容、比表面积比天然沸石都有所增大 ,使表面的吸附点位增多,有利于吸附NH4+。这可能是由于沸石经过NaCl溶液改性以后,疏通了沸石孔道,除去一些表面杂质,而且沸石经过NaCl溶液改性后变为钠型沸石。

2.结果与讨论

2.1 材料表征

对改性与未改性沸石进行表征对比,改性后沸石的比表面积增大,且粉末状沸石分比表面积大于颗粒态沸石,如表1所示。

2.2 脱氮性能比较

吸附反应4h后,MPa-Z、NMPa-Z、MPo-Z、NMPo-Z对混合模拟废水中的 PO4-P的最大吸附量分别为1.20mg/g、0.17mg/g、2.0mg/g和0.30mg/g(见图4)。其中,改性粉末状沸石的对 PO4-P吸附量最大。颗粒态沸石与粉末状沸石未经改性,对PO4-P 的吸附非常微弱;经改性后,对磷的吸附量显著增加,分别是未改性的7.06和 6.87倍。

吸附反应4h后,MPa-Z、NMPa-Z、MPo-Z、NMPo-Z对混合模拟废水中的NH3-N的吸附量分别为4.67mg/g、3.92mg/g、5.08mg/g和2.75mg/g(见图1)。其中,改性粉末状沸石的对NH4-N吸附量最大。颗粒态沸石与粉末状沸石经改性后,对氨氮的吸附量增加,分别是未改性的1.19和1.85倍。

图1 四种沸石对氨氮的最大吸附量

1.2.2 氯化镧改性

从图2可以看出,氨氮浓度为10mg/L的混合模拟废水中加入MPa-Z、NMPa-Z、MPo-Z和NMPo-Z 4种改性与未改性沸石后,氨氮浓度均成下降趋势。相比于未改性沸石,改性沸石(MPa-Z和MPo-Z)处理后氨氮浓度下降较多,反应240min后,氨氮浓度分别降低至4.4mg/L和3.9mg/L,低于污水排放一级A标准,去除率分别为56%和61%。未改性沸石NMPa-Z和NMPo-Z处理后,氨氮浓度分别下降至5.3mg/L和7.6mg/ L,去除率分别为47%和27%。

图2 四种沸石处理后浓度(上)和去除率(下)的变化

2.2.3 吸附动力学比较

1.4 患者管理 对于接受等离子电切治疗的前列腺增生患者,不仅需要重视客观疗效指标,还需特别关注患者报告的疗效(patient reported outcomes,PROs)。与会专家一致认为,应该分阶段开展患者管理,尽可能实现前列腺增生患者的全程、全面追踪和管理。大多数专家认为,需配备前列腺患者管理专职人员,以患者教育、会谈、小组面谈、电话及微信等方式完成患者的安全数据收集分析及全程管理[2]。

将改性后的颗粒态沸石与粉末状沸石用于处理模拟氮磷混合废水。固定两种改性沸石的用量为2g/L,实验用体系为250ml,分别测定四种沸石对于氨氮和磷的吸附量等数据。

图3 氨氮动力吸附性曲线

2.3 除磷性能比较

1.1.2 实验材料

2.2.1 吸附量变化

图4 四种沸石对磷酸盐的最大吸附量

2.3.2 磷酸盐浓度变化及去除率

②将“应交税费——转让金融商品应交增值税”当期可抵扣进项税额的金额2万元转入“应交税费——应交增值税(销项税额)”(金额单位:万元)

从图5可以看出,磷酸盐浓度为2.5mg/L 的混合模拟废水中加入MPa-Z、NMPa-Z、MPo-Z和NMPo-Z 4种改性与未改性沸石后,未改性沸石处理后,磷酸盐浓度变化不明显,而改性沸石处理后的磷酸盐浓度明显下降。反应240min后,MPa-Z和MPo-Z处理后的磷酸盐浓度分别降低至1.06mg/L和0.03mg/L,去除率分别为57.6%和98.8%。其中,经MPo-Z处理后,磷酸盐浓度低于地表水III类标。

图5 四种沸石处理后磷酸盐浓度及去除率变化

2.3.3 磷酸盐吸附动力学比较

从图6可以看出,改性粉末状沸石(MPo-Z)在反应60min时,达到吸附平衡,吸附量达到最大;而改性颗粒沸石(MPa-Z)在反应达到120min时,吸附达到平衡。可以看出,改性粉末状沸石不仅吸附量大而且吸附效率较快。由以上数据分析可以看出,改性沸石应用于水体后,其中的镧化合物具有很强的磷结合能力。在pH4.0~9.7范围内,改性沸石表面带有正电荷,因此其在去除水体中磷酸根的同时还可能去除其他带负电荷的物质,比如蓝藻细胞、砷酸盐和铬酸盐等。

图6 磷酸盐吸附动力曲线

3.结论

本研究对颗粒状沸石和粉末状沸石进行氯化钠—氯化镧改性,并与相应的未改性沸石进行比较,经过改性后的沸石MPa-Z和MPo-Z有效地提高了天然水土对氨氮的去除率及对磷酸盐的去除率。

改性粉末状沸石处理氮磷性能优于改性颗粒状沸石,并且处理后氨氮浓度低于生活污水排放一级A标准,磷酸盐浓度低于地表水III类标准。

以期筛选出一种能够广泛用于城市景观水体去除氮和磷的生态安全而又成本低廉的材料,为污水处理提供应用方法依据。

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