粉煤灰合成沸石優(yōu)化設計及其廢水同步脫氮除磷研究.pdf

1、根據采用常規(guī)方法粉煤灰合成沸石(ZFAs)處理四堡和七格污水處理廠二沉池出水的調研結果，ZFAs對低N、P濃度的二沉池出水的處理效果不佳。因為粉煤灰自身活性Si、Al不足以及含有影響沸石形成的金屬成分等缺陷，僅僅應用傳統(tǒng)堿熱合成法由粉煤灰合成沸石是不夠的。本論文從酸預處理，添加硅藻土或偏高嶺土以及Al改性后處理三個方面，優(yōu)化粉煤灰合成沸石材料的脫氮除磷能力，以期為提升粉煤灰合成沸石的附加值，尤其是為處理低氮磷濃度廢水（市政污水二沉池出水

2、、微污染富營養(yǎng)化水體）提供一種優(yōu)良的吸附材料。
　　 本研究以四種分別來源于浙江杭州、浙江北侖、浙江長興和河南開封火電廠的粉煤灰為原材料，基于前人研究的粉煤灰合成沸石最優(yōu)條件的基礎上，所得結論總結如下:
　　 四種粉煤灰經酸預處理后，影響沸石形成的Fe氧化物顯著減少，Si/Al比適中的FA3和FA4合成Na-P1沸石的產量明顯增加。酸洗預處理使原始粉煤灰變得粗糙、產生孔洞，沸石晶體在不規(guī)則的酸預處理粉煤灰顆粒表面呈雜亂無

3、序排列。模擬處理低N、P濃度廢水，酸洗預處理粉煤灰合成沸石Z-PFA1、Z-PFA3、Z-PFA4對氨氮的去除能力成倍增加，對氨氮的去除率高達79.61％～91.19％，大大高于ZFA1、ZFA3、ZFA4的氨氮去除率18.02％～43.94％。Z-PFA2和Z-PFA4對溶解磷去除率顯著高于ZFA2和ZFA4，但對ZFA1和ZFA3的P去除能力無改善作用。對Fe2O3含量高的粉煤灰（如FA4∶Fe2O3含量21.1％）適合采用酸預處理

4、手段改善粉煤灰合成沸石的同步脫氮除磷能力。
　　 添加硅藻土后，可以促進粉煤灰中Al成分的充分利用，然而對Si的利用程度是有限的，有利于Na-P1沸石的形成，但過多的添加硅藻土并無作用。在粉煤灰中添加硅藻土對低濃度氨氮廢水中的N去除效率的比未添加的明顯提高，添加硅藻土系列粉煤灰合成產物對氨氮（NH4+濃度0～60mg/L）的去除率均在50％以上，甚至高達80％。但對P的去除效率提升的效果較N的略差，沒有顯著改善作用，甚至還會產生

5、負影響（如FA1）。綜合考慮產物同步脫氮除磷能力的提升，對粉煤灰FA2、FA3、FA4，添加硅藻土至Si/Al為2.5時較為適宜，而對Si/Al較低的粉煤灰FA1（Si/Al比0.54）添加硅藻土的作用也不大。
　　 在粉煤灰FA1中偏高嶺土參量為20％和30％時Na-P1沸石峰增強，在粉煤灰FA2、FA3、FA4中不同偏高嶺土參量下Na-P1沸石峰強度均增強。添加偏高嶺土后，產物形態(tài)發(fā)生變化，沸石顆粒排列雜亂無章。在粉煤灰合成

6、沸石反應中添加偏高嶺土能夠顯著改善產物的去除N的能力，固體產物的單位氨氮吸附量均增加了1～2倍，但對P的去除率的提升并無顯著作用，除FA2外，在較高PO43-濃度下(≥2mg/L)，單位P吸附量和P去除率顯著增加。綜合考慮產物同步脫氮除磷能力的提升，大部分粉煤灰合成沸石并不適合采用添加偏高嶺土的方法，對于Si/Al較高的粉煤灰（如FA2∶Si/Al比為1.82）可以考慮以5％參量偏高嶺土來改善其同步脫氮除磷能力。
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