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第 9 期 胡佩雷，等: 改性 Zr-Na/Zeolite 双功能沸石脱除水溶液中氨氮和磷性能 ·1607·
再生是有效的。因此，Zr-Na/ Zeolite 应用于磷吸附 （3）Zr-Na/Zeolite 吸附水溶液中氨氮主要是通
具有很好的应用前景。 过铵离子与沸石中的可交换阳离子进行离子交换；
当溶液 pH 低于锆氢氧化物等电点时，主要通过静
电吸附作用去除磷，当溶液 pH 高于锆氢氧化物等
电点时，主要通过离子交换作用去除磷。
（4）氨氮和磷的初始质量浓度对 Zr-Na/Zeolite
的吸附性能有显著影响，当 Zr-Na/Zeolite 投加量为
0.2 g、氨氮和磷初始质量浓度从 10 mg/L 提高到 200
mg/L 时，氨氮和磷的吸附量分别从 1.42 和 2.46 mg/g
提高到 11.60 和 11.80 mg/g。
（5）氨氮和磷的吸附量随温度升高逐渐增大，
从 25 ℃升高到 45 ℃时，氨氮的吸附量提高了 10%，
吸附剂投加质量 0.1 g，模拟水样体积 50 mL，磷初始质量浓度 磷的吸附量提高了 11%。Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和
10 mg/L，pH=2.0，温度 25 ℃
磷的动力学过程符合准二级动力学模型。
图 9 吸附效率与再生次数的关系
Fig. 9 Change of removal rate with regenerating times 下一步的重点是针对具体的实际废水进行吸附
条件和再生条件的考察，将该吸附剂应用于含氨氮
对于 Zr-Na/Zeolite，锆元素负载在天然沸石上， 和磷的废水处理。
在进行脱磷处理时，锆是否流失直接影响吸附剂的
性能。改性沸石在不同 pH 下进行脱磷后的锆流失 参考文献：
率见表 4。结果表明，在不同 pH 下，锆的流失率都
[1] Qin B Q, Gao G, Zhu G W, et al. Lake eutrophication and its
非常低，可以忽略不计。
ecosystem response[J]. Chinese Science Bulletin, 2013, 58(9):
961-970.
表 4 Zr-Na/Zeolite 在不同 pH 下的锆流失率
[2] Le C, Zha Y, Li Y, et al. Eutrophication of lake waters in China: cost,
Table 4 Dissolution rate of Zr at different pH values
causes, and control[J]. Environmental Management, 2010, 45(4):
pH 662-668.
2.0 5.0 8.0 10.0 [3] Huo H X, Lin H, Dong Y B, et al. Ammonia-nitrogen and phosphates
ρ Zr/（mg/L） <0.0030 0.0055 0.0076 0.0119 sorption from simulated reclaimed waters by modified
D/% <0.0012 0.0022 0.0031 0.0048 clinoptilolite[J]. Journal of Hazardous Materials, 2012, 229-230:
292-297.
注：吸附剂投加质量 0.1 g，模拟水样体积 50 mL，磷初始
[4] Song Y H, Yuan Peng, Zheng B H, et al. Nutrients removal and
质量浓度 10 mg/L，温度 25 ℃，吸附时间 24 h。
recovery by crystallization of magnesium ammonium phosphate from
synthetic swine wastewater[J]. Chemosphere, 2007, 69(2): 319-324.
3 结论 [5] Syed Mustafa, Muhammad Iqbal Zaman, Sadullah Khan. pH effect
on phosphate sorption by crystalline MnO 2[J]. Journal of Colloid &
经过氯化钠和锆两步改性制备得到的 Zr-Na/ Interface Science, 2006, 301(2): 370-375.
Zeolite 能同时吸附水溶液中氨氮和磷。该吸附剂来 [6] Wang Y F, Lin F, Pang W Q. Ammonium exchange in aqueous
源广，成本低，可多次再生，具有很好的应用前景， solution using Chinese natural clinoptilolite and modified zeolite[J].
Journal of Hazardous Materials, 2007, 142: 160-164.
对此吸附剂的研究结果表明:
[7] Langwaldt J. Ammonium removal from water by eight natural
（1）经过 Zr-Na 改性后，Zr-Na/Zeolite 保持了
zeolites: a comparative study[J]. Separation Science and Technology,
钠改性天然沸石良好的脱除废水中氨氮的能力，同 2008, 43(8): 2166-2182.
时极大地提高了脱除废水中磷的能力，使 Zr-Na/ [8] Penn C J, Warren J G, Smith S. Maximizing ammonium nitrogen
Zeolite 具有同时脱除氨氮和磷的能力，且能多次再 removal from solution using different zeolites[J]. Journal of
生，具备很好的应用价值。 Environment Quality, 2010, 39(4): 1478-1485.
[9] Watanabe Y, Yamada H, Tanaka J, et al. Hydrothermal modification
（2）在不同 pH 下，Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和
of natural zeolites to improve uptake of ammonium ions[J]. Journal
磷的效果呈现不同的规律。当水溶液 pH 在 4~8 时，
of Chemical Technology and Biotechnology, 2005, 80(4): 376-380.
改性沸石脱除氨氮的能力较高；当 pH 小于 4 或者
[10] Wang Y F, Lin F, Pang W Q. Ion exchange of ammonium in natural
大于 8 时，对氨氮的脱除能力较弱。改性沸石吸附 and synthesized zeolites[J]. Journal of Hazardous Materials, 2008,
水溶液中磷的能力随 pH 的升高而降低。 160(2/3): 371-375.
