沸石對豬場廢水中氨氮的去除效果

馬良，沈建平，張漢民，屠黎萍，蔡澤平

(1.桐鄉市農業技術推廣服務中心，浙江 桐鄉 314500； 2.浙江華騰牧業有限公司，浙江 桐鄉 314500)

豬場廢水主要有還田、自然處理、工業化處理和組合處理等處理模式[1]，在土地資源日益短缺的情況下，傳統的自然處理和工業化處理已無法滿足規?；B豬場廢水的處理需求。新型廢水處理工藝如序批式活性污泥法(SBR)、序批式生物膜法(SBBR)、移動床生物膜反應器(MBBR)等可有效處理豬場廢水中的懸浮物(SS)、氨氮(NH3-N)、磷等[2-4]，但成本較高。天然沸石分布廣泛，具有獨特的四面體結構、較大的比表面積和穩定的化學性質，孔穴直徑(0.6～1.5 nm)和孔道直徑(0.3～1.0 nm)均大于NH4+直徑(0.29 nm)[5]，對氨氮、重金屬陽離子有吸附作用，具有良好的耐高溫、耐酸堿和離子交換能力[6-8]。本研究以3種沸石為研究對象，比較沸石種類、添加量和振蕩時間對膜過濾后豬場廢水中氨氮的去除效果，旨在為生產應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

沸石購買于浙江神石礦業有限公司(樣品1、樣品2)和寧波嘉和新材料科技有限公司(樣品3)。廢水樣品為嘉興嘉華牧業有限公司經膜處理后的廢水，氨氮濃度為123.7 mg·L-1。

1.2 方法

1.2.1 不同沸石對廢水中氨氮的吸附效果

取廢水100 mL于250 mL錐形瓶，分別添加3種沸石各10 g，搖勻靜置1 h后，吸取2 mL上清液于100 mL容量瓶中，參考文獻[9]，采用納氏試劑光度法，采用SK-100AR型氨氮自動分析儀檢測氨氮濃度。

1.2.2 沸石添加量對廢水中氨氮的吸附效果的影響

取廢水100 mL于250 mL錐形瓶，分別添加2.5、5.0、7.5、10.0 g沸石樣品1，振蕩2 h，靜置0.5 h后，吸取1 mL上清液于100 mL容量瓶中，上機檢測氨氮濃度。

1.2.3 振蕩時間對沸石吸附去除氨氮的影響

取廢水100 mL于250 mL錐形瓶，添加7.5 g沸石樣品2，分別振蕩0.5、1.0、1.5、2.0 h后取出，靜置0.5 h后，吸取1 mL上清液于100 mL容量瓶中，上機檢測氨氮濃度。

1.3 數據分析

根據分析數據計算氨氮去除率。

2 結果與分析

2.1 不同沸石對廢水中氨氮的吸附效果

從表1可知，3種沸石處理后廢水中氨氮濃度分別為10.8、28.8、74.4 mg·L-1，氨氮去除率分別為91.3%、76.7%、39.9%，沸石樣品1的氨氮去除效果最佳。

2.2 沸石添加量對廢水中氨氮的吸附效果的影響

表1 不同沸石對廢水中氨氮的吸附效果

表2 不同沸石添加量對廢水中氨氮的吸附效果

從表2可知，廢水中氨氮濃度隨著沸石添加量的增加而降低，每100 mL廢水中添加10 g沸石樣品1時，氨氮去除率最大，達到95.7%。

2.3 振蕩時間對沸石吸附去除氨氮的影響

從表3可知，氨氮去除率隨振蕩時間的增加而升高，振蕩處理0.5 h后，樣品2的氨氮去除率可達90%以上。

表3 振蕩時間對沸石吸附去除氨氮的影響

3 討論

沸石對豬場廢水中氨氮的吸附效果不同，這可能與沸石粒徑、是否進行改性(酸改性、堿改性、鹽改性、高溫灼燒改性)、吸附時間、振蕩頻率、溫度、投加量等因素有關。通過比較3種不同沸石對豬場廢水中氨氮的去除效果，發現樣品1對豬場廢水中氨氮的去除效果最佳，沸石適宜投加量為每100 mL廢水中投加7.5～10.0 g，振蕩可提高沸石對氨氮的去除效果。在實際應用中，在廢水處理池中安裝曝氣裝置可加速沸石對氨氮的吸附。