|
摘要：在pH为5～7的条件下，经氯化钠改性后的钠型沸石对水中的苯酚有较强的吸附能力，该吸附剂制备工艺简单、价格低廉，可用于微污染含酚水的处理。
关键词：沸石 苯酚 微污染
Study on Adsorption of Phenol from Micro-Polluted Water by Modified Zeolite
Abstract：Zeolite modified by sodium chloride has good adsorption capacity for phenol under low concentration with pH value ranging from 5 to 7. absorbent can be usedin treatment of micro-polluted water with phenol, and it was low in price and simple in manufacture.
Keywords: zeolite; phenol; micropollution
对于微污染含酚水处理，活性炭吸附有一定效果，但活性炭价格较高，再生费用昂贵，且每次再生损耗高达5%～15%。沸石是一种天然廉价的多孔矿物质，表面粗糙、比表面积大，吸附性能较强，用于处理氟、重金属离子已有报道［1］。本文根据改性后沸石吸附苯酚的效果确定了合适的改性；了pH值、苯酚浓度、处理时间、沸石用量等对钠型沸石吸附苯酚效果的；最佳条件下沸石处理低浓度含酚水的静、动态试验结果表明，改性沸石对低浓度的含酚水有良好的吸附效果。
1 试验部分
1.1 试验材料
浙江缙云斜发沸石、甘肃白银块型斜发沸石，经破碎、筛分取0.5～1.0 mm颗粒。
改性剂：NaCl、CaCl2、NaOH均为纯；苯酚：分析纯。
1.2 改性沸石制备
在Φ=14 mm的有机玻璃柱中装入一定高度粒径为0.5～1.0 mm的沸石，改性剂以0.5 m/h的流速通过沸石层至离子交换较完全为止。
1.3 试验方法
静态试验：
在250 mL的三角带塞烧瓶中加入120 mL的苯酚溶液和2.0 g的沸石，25 ℃下以120 r/min振荡6 h，取上清液测定其中苯酚的残留量，出去除率。
动态试验：
在Φ=14 mm有机玻璃柱中装入高度为1.2 m的沸石滤料，含污染物的溶液分别以2、4、6、8、10 m/h的滤速通过吸附柱，分别取样测定污染物残留量。
1.4 苯酚的测定方法
水中苯酚含量的测定采用4-氨基安替比林分光光度法。
2 结果与讨论
2.1 改性剂的选择
不同无机改性剂处理后的沸石对苯酚的去除效果如表1所示。
|
表1 不同改性剂处理后沸石吸附苯酚效果
|
|
参数
|
白银沸石
未改性
|
白银沸石
NaCl
(1mol/L)
|
白银沸石
NaOH
(1mol/L)
|
白银沸石
CaCl2
(1mol/L)
|
|
原水苯酚浓度
（mg/L）
|
8.13
|
7.41
|
7.81
|
8.31
|
|
去除率（%）
|
2.61
|
16.83
|
9.45
|
0
|
由表1可知，经NaCl(1 mol/L)改性后的白银沸石对苯酚的去除能力增强，且氯化钠不会造成新的污染。因此确定NaCl(l mol/L)为较合适的改性剂，以下试验均采用氯化纳改性后的钠型沸石。
2.2 吸附时间的影响
试验结果如图1所示，沸石对酚的去除率随搅拌时间的延长而增加，20h基本达到平衡。说明沸石吸附苯酚是一个比较缓慢的过程，实际操作中应采用较低流速，使沸石与含酚水有较长的接触时间，才能达到较好的吸附效果。其他部分试验振荡时间均为6 h,因此去除率较低，但影响不变。
2.3 pH值的影响
用钠型沸石测定pH值对除苯酚效果的影响，结果见图2。
由图2可知，缙云沸石的除苯酚效果高于白银沸石，pH值越小效果越好。显然，沸石去除水中苯酚的效果与苯酚的存在形态有关，以C6H6OH分子形态存在时，沸石对其具有较强的吸附能力。在碱性条件下，沸石对苯酚的吸附能力较弱，因此可用碱液再生饱和吸附后的沸石。
2.4 沸石用量的影响
由表2可以看出，在一定范围内，沸石用量增加，苯酚去除率也增加，但并非用量越多去除率越高。同时，由处理前、后溶液pH值的变化可知，随着沸石用量增加，处理后溶液pH值升高，去除率下降。
|
表2 沸石用量对去除率的影响
|
|
|
沸石用量
（g）
|
白银沸石
|
缙云沸石
|
|
|
开始
PH值
|
终止
PH值
|
苯酚去除率
（%）
|
开始
PH值
|
终止
PH值
|
苯酚去除率
（%）
|
|
|
1
|
6.80
|
7.60
|
11.1
|
6.69
|
8.34
|
16.1
|
|
|
2
|
6.80
|
7.71
|
19.3
|
6.69
|
8.36
|
24.7
|
|
|
3
|
6.80
|
7.84
|
16.8
|
6.69
|
8.43
|
17.4
|
|
|
5
|
6.80
|
7.96
|
14.6
|
6.69
|
8.45
|
14.9
|
|
|
7
|
6.80
|
8.04
|
14.1
|
6.69
|
8.47
|
14.4
|
|
|
注：原水苯酚浓度为 300μg/L
|
|
2.5 苯酚溶液浓度的影响
苯酚溶液(pH=6.82)浓度对吸附容量的影响如图3所示。
可见沸石对于低浓度含酚水有较好的吸附效果，因此对于用生化法和化学法难以进行深度处理的低浓度含酚水，可以采用钠型沸石物理吸附法进行有效处理。
2.6 改性沸石去除苯酚动态试验
为便于实际生产，进行了动态吸附试验。吸附柱高1.2 m，钠型沸石层高1.0 m，分别采用2、4、6、8、10 m/h五种不同流速顺流经过吸附柱后，取样测定结果如表3所示。经比较，采用低流速吸附效果较好；缙云沸石吸附性能优于白银沸石。
|
表3 不同流速时两种沸石对苯酚的去除率
|
|
流速（m/h）
|
白银沸石去除率（%）
|
缙云沸石去除率（%）
|
|
2
|
32.39
|
40.84
|
|
3
|
29.58
|
39.44
|
|
4
|
12.68
|
30.98
|
|
8
|
8.45
|
30.98
|
|
10
|
8.45
|
26.76
|
|
注 原水苯酚浓度为300μg/L
|
2.7 模拟水样处理结果
取黄河水分别加少量不同体积苯酚标准使用液，经混凝、沉淀，分别取上清液120 mL，加缙云沸石2g，静态吸附10h后，测定结果如表4所示。由表可以看出，沸石对实际水样有良好的去除效果。
|
表4 钠型缙云沸石处理黄河水（加苯酚）试验结果
|
|
处理前浓度（μg/L）
|
处理后浓度（μg/L）
|
去除率（%）
|
|
12.0
|
6.2
|
48.31
|
|
6.0
|
2.9
|
51.14
|
|
3.0
|
1.4
|
52.30
|
(责任编辑：admin)
|
