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一种新型纳米硬硅钙石材料处理焦化废水试验研究

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根据国家环保总局的环保新要求及节能减排计划，到2009年所有酚氰废水处理站出水水质必须达到国家一级排放标准，进行新型纳米硬硅钙石材料处理焦化废水的试验研究，吸附剂产品的推出以及该产品与其他处理工艺相结合，完全符合“十一五”规划提出的减量化、再利用、资源化发展循环经济的原则。 本文主要对新型纳米硬硅钙石材料吸附焦化废水氨氮（NH3-N）和COD的静态和动态动力学以及影响因素进行了实验研究，在此基础上进行了材料吸附动力学性能实验以及针对焦化废水和氨氮配水的连续运转对照实验，考察硬硅钙石用作新型水处理吸附材料的可行性及其吸附效果并优化工艺参数及运行条件。 静态实验探讨了pH值、硬硅钙石粒度、投加量、废水初始浓度和搅拌时间等因素对材料吸附焦化废水氨氮的影响，得到最佳实验条件为：室温、搅拌频率为200r/min、pH值为8，粒度为0.022～0.2mm（80目以下）、吸附剂投加量为3.0g/100ml、废水初始浓度为89.97mg/L、搅拌时间180min。 在上述条件下进行了材料吸附动力学性能实验，利用Langmuir等温式和Freundlich等温式对其吸附行为进行描述，寻求适用的吸附理论模式，揭示硬硅钙石吸附特征及吸附机理。硬硅钙石与活性炭吸附性能比较实验结果表明，当吸附剂投加量为2.5g/100ml时对焦化废水氨氮吸附效果差距最小，平衡吸附量分别为1.35mg/g和1.60mg/g，去除率分别为45.55％和47.25％。 动态实验能够在更接近水处理实际条件下考察吸附性能和影响因素。小型动态实验研究了硬硅钙石柱高、粒度和废水初始浓度等因素对材料吸附过滤焦化废水氨氮和COD的影响并进行了验证实验。以氨氮去除率为指标的最佳工艺条件为：室温、pH为8，废水初始氨氮浓度21.33mg/L、粒度为40～80目、柱子高度为300mm，出水流速0.6ml/min，累积处理水量75ml时氨氮去除率为80.22 ％，COD去除率10％以下；以COD去除率为指标的最佳工艺条件为：室温、pH为8，硬硅钙石的粒度为20～40目、柱子高度为400mm、废水初始COD为321.1mg/L，出水流速为1.2ml/min，累积处理水量75ml时氨氮去除率为58.28％，COD去除率10％以下。动态吸附实验的处理效果明显好于静态吸附实验的处理效果，且对氨氮的去除效果明显好于对COD的去除效果。 在此基础进行了硬硅钙石滤柱针对焦化废水和只含氨氮的配水的连续运转实验，对比分析材料对两者的浊度（NTU）和氨氮（NH3-N）的去除效果，考察纳米硬硅钙石材料用作新型水处理吸附剂处理焦化废水的实际应用价值。

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