沸石泥炭合成材料及其脱氮除磷实验研究 study of a synthetic material from natural zeolite and peat and its ammonium nitrogen and phosphorus removal properties.pdfVIP

能源研究与信息 第27卷第l期 RcsearchaIIdInf．omation、，r01．27No．1201l Energy 文章编号：1008—8857(2011)0卜000卜06 沸石泥炭合成材料及其脱氮除磷实验研究 张道方，史利芳，许智华 (上海理工大学环境工程系，上海200093) 摘要：利用天然沸石和泥炭作为原材料，水泥作为粘结剂，成功研制了具有抗压和抗拉强 度的一种新型环保合成材料。实验结果表明：天然沸石、泥炭、水泥三者质量比为7：l：4时， 合成材料的抗压强度高于混凝土实心砖等级标准中的最低等级MUl5，抗拉强度高于混凝土 结构设计规范标准中的最低等级C15，耐水性良好，对氨氮和总磷的去除效果好，且遵循准 二级动力学模型、L觚gmuir和F砌md】ich吸附等温模型． 关键词： 天然沸石；泥炭；合成材料；脱氮除磷；强度 中图分类号：x52 文献标识码：A 目前，微污染水体的治理方法主要有生物法、化学法、气浮法和吸附法等【l】。生物法用于 去除微污染水体中的氮、磷，虽然处理效果较好，但运行操作严格，受废水温度和酸碱度的影 响较大，不经济实用。化学法虽可去除微污染水体中的氦、磷，但化学药剂费用较高，易产生 二次污染。气浮法只能去除附着在悬浮物上的氮、磷，对溶于水体中的氮、磷去除效果较差。 吸附法是一种从低浓度溶液中去除特定溶质的高效低耗方法，其中利用沸石和泥炭去除废水 中氮、磷的研究在国内外已广泛开展【2~7】。但因沸石和泥炭的外观形状分别是块状和粉末状， 所以很难将这两种材料同时应用于实际中，如果将块状沸石磨成粉末状，则很容易使材料动态 吸附发生阻塞，使吸附无法顺利进行，吸附后的固液分离和再生也比较困难，可能导致二次污 染【8】。为此，本文利用天然沸石和泥炭研制出一种具备脱氮除磷功能的新型环保合成材料。这 种合成材料具备一定的机械强度，可以在水体中保持一定的形态，既可应用于河道和水景的治 理，还可作为水处理中构筑物、河道驳岸和水景的墙面材料使用。 1实验材料和方法 1．1实验材料 泥炭取自辽宁，粒径O．2—0．45mm，其化学组分如表l所示。天然沸石取自浙江金华，粒 径l吒mm，研磨后过loo目筛，其化学组分如表2所示。同时，为了加快粉状沸石和泥炭的 收稿日期：20lo_ll一22 作者简介：张道方(1963一)，男(汉)，博士生导师，出神gdf_崛st@163．com 万方数据 2 能源研究与信息 2011年第27卷 粘结，本文采用快速水泥作为粘结剂。但水泥作为粘结剂时，易堵塞孔道，从而降低材料脱氮 除磷性能，故加发泡剂作为致孔剂。 表l泥炭化学组分 Tablel ahemical of compositionpeat 表2天然沸石化学组分 TabIe2 Chemical ofnatumlzeolite composition 1．2实验方法 1．2．1合成材料的成型方法 以沸石粉和泥炭(不同质量配比)为原料，加入水泥和发泡剂搅拌均匀后加入去离子水， h，即为新型环保合成材料(以下简称合成材料)。由于在搅拌 挤压成一定形状后自然晾干72 cm2和高 过程中致孔剂释放出大量的微气泡，使得合成材料具有疏松的孔道。横断面积为25 cm的球形合成材料用于其脱氮除磷 度为60cm的立方柱合成材料用于其强度研究，直径3 研究。