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模化養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。