二、沸石吸附脫除氨氮
沸石脫除氨氮主要依靠物理吸附和離子交換，其吸附具有“快吸附、慢平衡”的特點。
1.吸附
在沸石的組成結(jié)構中，[SiO4]和[AlO4]以共角頂點的形式形成二氧化硅-氧化鋁-氧化物晶格。天然沸石中形成許多寬大的孔隙和通道（占晶體總體積的50%以上），使天然沸石具有較大的比表面積（通常為440-1030m2/g）； ”；在沸石表面強分散力的作用下，分布在沸石孔隙中的陽離子與部分骨架氧的負電荷相互平衡，使沸石具有較強的分散力和靜電力；沸石分子結(jié)構形成的大靜電引力使沸石具有相當大的引力場。以上四個因素的綜合作用，使沸石具有很強的吸附性。與其他吸附劑相比，沸石具有吸附容量大、選擇性高、吸附高效等特點。
2、離子交換作用
離子交換是指沸石晶體內(nèi)部的陽離子與廢水中的NH4+進行交換的化學過程：在硅（鋁）氧四面體的基本單元中，部分氧原子的價鍵沒有被中和，使整個四面體基本單元具有部分負電荷，以實現(xiàn)電中和，四面體基本單元中正電荷的缺乏將被附近帶正電荷的金屬離子陽離子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+）補償；廢水中NH4+的直徑小于沸石孔隙通道的直徑，通過吸附沸石的作用，很容易進入孔隙到達沸石表面，與沸石中的金屬離子陽離子進行交換置換晶格，離子交換后的沸石不發(fā)生結(jié)構變化，使沸石具有離子交換特性。廢水中的NH4+與沸石中的金屬離子陽離子發(fā)生交換反應，還原廢水中的NH4+，從而實現(xiàn)沸石對氨氮的去除。
3、吸附的影響因素
1、沸石用量和沸石粒度對氨氮去除的影響
在一定范圍內(nèi)，沸石隨著用量的增加，對NH4-N的去除率也隨之提高。然而，并不是沸石的用量越多，去除效果就越好。有研究表明，當沸石用量在2g/L以上時，去除效果并沒有明顯增加。此外，從經(jīng)濟角度來看，增加沸石的量是不科學的。楊生科等發(fā)現(xiàn)：1g沸石可以將200mL水樣中的1mg/L NH4+降低到0.2mg/L以下，已經(jīng)低于國家飲用水標準。增加沸石的量并沒有顯著提高NH4+的去除率。反而使水體渾濁，影響水體的濁度指標，容易增加比色測量的誤差。為此，對于不同成分的氨氮水，應將沸石的用量控制在一定范圍內(nèi)。
2、溫度對氨氮去除的影響
沸石對氨氮的去除效果與廢水溫度密切相關：隨著溫度的升高
氨氮的吸附能力增強。由于溫度升高，NH4+離子的動能增加，運動頻率也增加。
3 pH對氨氮去除的影響
沸石對氨氮的去除率隨著廢水 pH 值的升高而先增大后減小[7]：溶液呈酸性時，溶液中有大量H+，H+的半徑遠小于NH4+，比NH4+更容易與沸石上的金屬陽離子交換，不利于NH4+的交換；當溶液呈堿性時，OH-和NH4+發(fā)生中和反應生成NH3，使水中的氨氮以分子形式存在，NH3不能與沸石進行離子交換，只有吸附現(xiàn)象起作用，去除能力氨氮減少。