蛭石对氨氮去除率的影响因素研究

金诗迪 潘先平

【摘要】本试验对蛭石去除氨氮的反应进行了静态试验，讨论了不同反应条件对氨氮去除率的影响，并初步探讨了蛭石去除低浓度氨氮废水的作用机理，旨在为后续的应用提供理论支持和基础。

【关键词】蛭石 氨氮废水 静态试验

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）42-0157-01

对于养殖水体来说，按照《渔业水质标准》中规定的非离子氨≤0.02mg/L的标准结合温度和pH值的条件换算，温度为15℃～30℃，pH为6.5～8.5之间时，氨氮浓度的范围为0.1mg/L～22.99mg/L。实际的水产养殖中氨氮浓度波动的范围比这个理论标准要小，氨氮最高限制浓度大概为5mg/L左右，具体的最高限制浓度随着养殖动物种类、温度、pH值、溶氧等条件的不同而不同。故本试验配制的氨氮模拟废水的浓度选择在1～10mg/L范围内。

一、材料与方法

（一）试验材料

实验所用氨氮废水：盐度为35‰，Mg2+摩尔浓度为0.054mol/L的模拟海水氨氮废水，配制方法如下：铵标准贮备溶液：称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度。此溶液氨氮浓度为1000mg/L。铵标准使用液：吸取10.00mL铵标准贮备溶液于1000mL容量瓶中，稀释至刻度。此溶液氨氮浓度为10mg/L。氨氮浓度为1mg/L～9mg/L之间盐度为35‰的模拟海水氨氮废水的配制依此类推。pH计：采用上海雷磁仪器厂生产的PHS-3C型精密pH计。该pH计为指针式，其电极为玻璃电极，量程范围为pH=0～14，分为pH=0～7，pH=7～14两档，精度为0.1。紫外分光光度仪：UV-2550型。磁力搅拌器：上海昌吉地质仪器有限公司生产的JBC-2型定时控温磁力搅拌器。电子分析天平：赛多利斯丹佛SI-114。

（二）试验方法

称取一定量的蛭石于150mL錐形瓶中，加入50mL氨氮模拟海水废水，按不同的时间、pH值及盐度等条件，在磁力搅拌器机上搅拌。一定时间后用0.25μm滤膜过滤，取滤液测其氨氮浓度。氨氮浓度的测定按照国家环保总局《水和废水监测分析方法》（第四版）中的纳氏试剂分光光度法。

二、结果与讨论

（一）处理时间对氨氮吸附的影响

氨氮浓度分别为1mg/L、5mg/L、10mg/L，盐度为35‰，反应温度为25℃，pH为8.5左右时，在不同的处理时间过滤水样。处理时间分别0.5、1.5、3、6、12、24h。从表2.1可知，蛭石具有快速吸附、缓慢平衡的特点。在较短时间内，蛭石就能达到较高去除率。随着振荡时间的延长，蛭石对氨氮去除率变化缓慢。振荡3h蛭石吸附基本达到平衡。

表2.1反应时间对氨氮去除率的影响

（二）pH对氨氮吸附的影响

25℃时，用1mol/L的NaOH溶液或1mg/L的HCl调节7个50ml氨氮浓度10mg/L的水样的pH值分别为3.1、5.3、6.0、7.2、8.4、9.2、10.6。加入1g蛭石，搅拌3h，静置35min，测定滤液的氨氮浓度。氨氮去除率随pH值变化的曲线如图2.2所示。

由图可知，蛭石对氨氮的去除率受溶液pH值的影响。pH值在3.1～7.2之间时，随着pH值的升高，氨氮去除率增加；当pH>7.2时，氨氮去除率随着pH的升高而逐渐下降。在pH值为10.6时，可在锥形瓶口闻到明显的氨味，离子氨转化为分子态的氨，此时较高的氨氮去除率多半是由于氨气的溢出。故该反应的适宜的pH值范围为6.0～8.0。

图2.2pH值对氨氮去除率的影响

（三）盐度对氨氮吸附的影响

25℃时，向50ml氨氮盐度分别为1‰、8‰、15‰、22‰、29‰、35‰，氨氮浓度分别为10mg/L、5mg/L、3mg/L的水样中加入1g蛭石，搅拌3h，静置35min后过滤，测定滤液的氨氮浓度。

图2.3 盐度对氨氮吸附的影响

不同盐度及不同氨氮初始浓度下蛭石吸附氨氮的情况如图2.3所示。可以看出，在氨氮盐度低于15‰时，蛭石对氨氮去除率有下降的趋势，但总体变化缓慢。当氨氮盐度大于15‰后，氨氮的去除率随盐度的升高而迅速下降。这是因为蛭石是一种层状粘土类矿物，其表面与层间带有负电荷，能吸引阳离子，是一种很好的阳离子交换剂。在低盐度低浓度时，蛭石表面的吸附位点并未饱和，对氨氮的去除率较高。随着氨氮浓度的升高，蛭石对氨氮的去除率逐渐下降，吸附位点渐渐饱和。

三、小结

（1）该反应的最佳pH值为7，适宜的pH值为6.0～8.4之间。

（2）蛭石具有快速吸附、缓慢平衡的特点，随着振荡时间的延长，蛭石对氨氮去除率变化缓慢。振荡3h蛭石吸附基本达到平衡。

（3）蛭石对氨氮的去除率随着氨氮溶液中盐度的升高而降低。

参考文献：

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[2]刘玉亮.斜发沸石对废水中铵离子交换特性的试验研究[D].重庆大学， 2004.

[3]张寿恺，邱梅.沸石在水处理中的应用[J].净水技术，2000，18（2）：41-43.

作者简介：

金诗迪（1988，12-），女，汉族，浙江舟山人，硕士，助理工程师，研究方向：实验室安全管理。