淡水资源短缺是限制我国社会可持续发展的突出问题之一,这一现象在人均水资源量不足全国60%的东部沿海城市更为严重。积极开展海水直接利用成为沿海城市解决淡水资源紧缺的有效方案。然而海水代用后产生的污水盐度较高,使用生物法处理含盐污水氮磷含量较高,常常造成水体的富营养化,在许多国家,这是水体污染的主要问题。因此含盐污水的处理,特别是含污水的脱氮除磷成为需要解决的重要问题。
目前去除污水中氮磷元素的主要方法包括沉淀、结晶、生物去除法、吸附和离子交换。其中吸附法和离子交换法因过程操作简单、去除效率高等优点备受关注。对现有吸附质进行改进以及寻求新型高效吸附质成为一个研究热点。沸石作为一种常用吸附质,于1756年被瑞典科学家在铜矿发现后,在污水处理等方面得到了广泛应用,利用天然沸石处理NH3-N废水效果明显,平均去除率为85%。但天然沸石具有孔径小、孔道易堵塞、相互联通程度较差等缺陷,为提高天然沸石的吸附性能,须对天然沸石进行改性处理。
如今,NaCl改性沸石对NH3-N、TP的去除率较未改性沸石有所提高,提高效果在NH3-N吸附方面更加明显;2种沸石对NH3-N、TP的去除率随原水NH3-N、TP含量的升高而降低,但吸附量随原水含量的升高而升高,使用Langmuir吸附等温方程拟合得到NaCl改性沸石对NH3-N、TP的平衡吸附量分别为0.912mg/g和0.504mg/g,较未改性沸石分别提高81%和66%。
盐度的升高会导致2种沸石对NH3-N、TP的吸附效果下降,主要原因是海水中K+、Ca2+等离子的干扰作用。但是在各种盐度条件下,改性沸石对NH3-N和TP的去除率均高于未改性沸石,最高可分别高出8个和6个百分点左右。
在动态吸附实验中,NaCl改性沸石对NH3-N的吸附效果要明显优于TP,这与静态实验结果相同;NH3-N的动态饱和吸附量为0.587mg/g,TP的动态饱和吸附量为7.551μg/g。