沸石去除氨氮影响因素的研究
摘要：沸石具有一定去除氨氮的能力，通过控制条件，如温度吸收时间粒径及共存离子的其中之一影响因素，在静态条件下确定沸石去除氨氮的最佳浓度，接触时间，以及最佳粒径的选择。本文主要研究不同粒径的去除效果及存在共存离子对氨氮的影响。
Element Study on Removing off Ammonia Nitrogen in W ater by
Zeolite
Abstract: Zeolite can remove off ammonia nitrogen. In the static condition, it can ascertain the optimal density, touching time and the most appropriate granule size of zeolite removing ammonia nitrogen, through controlling one of the factors, such as temperature, absorbing time, size and coexisting granule. The paper mainly the removing effect of different granule sizes as well as the influence of coexisting granule on ammonia nitrogen.
Key words: Ammonia Nitrogen Size Zeolite Removing
前言：近年来，随着社会的发展，水中各种污染越来越严重，有机物，重金属，氨氮等。都严重威胁着人类的生存发展。所以对各种污染物的去除方法的研究在国内外发展迅速，而利用沸石去除水中氨氮的研究也各有侧重的进行着。本着对沸石去除效果以及各种因素对去除率的影响的研究，根据文献资料的查阅设计实验方案，限定某一实验条件，改变另一条件，进而确定最佳接触时间，控制水中氨氮浓度以增大沸石利用率，选取最高利用去除率的粒径用于实际工业过程中，测定其他负影响因素，在去除过程中尽量降低这种干扰。
实验部分
1药品与仪器1000mg/l氯化铵贮备液酒石酸钾钠钠氏试剂蒸馏水
白银沸石
磨口锥形瓶，50ml比色管，移液管，20mm比色皿，FA2004N型电子天平，LG10-2.4A型离心机，THZ-82A型气浴恒温振荡器，VIS-723G分光光度计2标准曲线绘制吸取0，0.50，1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00ml铵标准工作液分别于50ml比色管中，加水至接近刻线，加入1ml酒石酸钾钠溶液混匀，加入1ml钠氏试剂定容后混匀。静置十分钟左右，在波长420nm处，用光程20mm 比色皿，以水为参考，在VIS-723G分光光度计下测定吸光度
3药品配制酒石酸钾钠：称取50g酒石酸钾钠溶于100ml水中，加热煮沸以去除氨氮后，放置至冷却，定容至100ml
钠氏试剂：称取16g氢氧化钠，溶于50ml水中，充分冷却至室温，另取7g 碘化钾和10g碘化汞溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中用水稀释至100ml贮于聚乙烯瓶中，密封保存，有效期一年
4实验方法（1）氨氮的分析方法——钠氏试剂比色法
（2）吸附试验静态：称取一定量某沸石样品于烧杯中，加入一定体积的试验用水，固定转速，35摄氏度下搅拌一定时间，分析溶液中剩余氨氮的浓度
5实验步骤
（1）准确称取0.5000g沸石于锥形瓶中
（2）加入一定量铵标准工作液和蒸馏水，使其呈不同浓度
（3）调节恒温振荡器温度（35）转速（200r/min）选定振荡时间进行振荡（4）振荡完成后将液体加入离心管中，调节转速（3000r/min）离心20min （5）取上清液2ml于比色管中，加蒸馏水至刻线，摇匀
（6）加入1ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入1ml钠氏试剂，定容后再摇匀（7）静置10min后于420nm 波长下在VIS-723G分光光度计下测量
6实验内容（1）粒径影响实验将已研磨好的沸石分为不同粒径，选取目数为20-30,30-40,40-50,60-70,80-90,100-120目的沸石，振荡时间设为30min，浓度选定为40mg/l,80mg/l,120mg/l进行以上步骤的实验。数据如下：
温度℃Na+浓
度
mol/L
pH值
粒径
Mesh
时间
Min
初始浓
度
mg/L
吸光
度A
平衡浓
度
mg/L
去除
率%
吸附
量
mg/g
35 0 6.8 20-30 30 45.978
8
0.558
38.074
17.19
1.581
35 0 6.8 30-40 30 45.978
8
0.327
22.195
5
51.73
4.756
7
35 0 6.8 40-50 30 45.978
8
0.278
18.827
3
59.05
5.430
3
35 0 6.8 60-70 30 45.978
8
0.276
18.689
9
59.35
5.457
8
35 0 6.8 80-90 30 45.978
8
0.271
18.346
2
60.10
5.526
5
35 0 6.8 100-1
20
30
45.978
8
0.280
18.964
8
58.75
5.402
8
35 0 6.8 20-30 30 91.957
6
1.100
75.329
9
18.08
3.325
5
35 0 6.8 30-40 30 91.957
6
0.866
59.245
3
35.57
6.542
5
35 0 6.8 40-50 30 91.957
6
0.808
55.258
5
39.91
7.339
8
35 0 6.8 60-70 30 91.957
6
0.783
53.540
41.78
7.683
5
35 0 6.8 80-90 30 91.9570.787 53.81541.48 7.628
6 0 5
35 0 6.8 100-1
20
30
91.957
6
0.792
54.158
6
41.10
7.559
8
35 0 6.8 20-30 30 137.93
64
1.629
111.69
23
19.03
5.248
8
35 0 6.8 30-40 30 137.93
64
1.440
98.700
9
28.44
7.847
1
35 0 6.8 40-50 30 137.93
64
1.383
94.782
8
31.29
8.630
7
35 0 6.8 60-70 30 137.93
64
1.330
91.139
7
33.93
9.359
3
35 0 6.8 80-90 30 137.93
64
1.336
91.552
1
33.63
9.276
9
35 0 6.8 100-1
20
30
137.93
64
1.332
91.277
2
33.83
9.331
8
（2）共存离子影响实验选取粒径为60-70目，分别测定在振荡时间为15min,30min,45min时随氯化钠浓度变化对氨氮去除率的影响。氯化钠浓度为0.05mol/l,0.1mol/l,0.15mol/l,0.20mol/l,0.25mol/l,0.3mol/l,加入氯化铵浓度为40mg/l.
温度℃Na+浓
度
mol/L
pH值
粒径
Mesh
时间
Min
初始浓
度
mg/L
吸光
度A
平衡浓
度
mg/L
去除
率%
吸附
量
mg/g
35 0.05 6.8 60-70 15 45.978
8
0.535
36.493
20.63
1.897
2
35 0.1 6.8 60-70 15 45.978
8
0.585
39.929
9
13.16
1.209
8
35 0.15 6.8 60-70 15 45.978
8
0.613
41.854
6
8.97
0.824
9
35 0.2 6.8 60-70 15 45.978
8
0.631
43.091
8
6.28
0.577
4
35 0.25 6.8 60-70 15 45.978
8
0.633
43.229
3
5.98
0.549
9
35 0.3 6.8 60-70 15 45.978
8
0.631
43.091
8
6.28
0.577
4
35 0 6.8 60-70 30 45.978
8
0.276
18.689
9
59.35
5.457
8
35 0.05 6.8 60-70 30 45.978
8
0.529
36.080
6
21.53
1.979
7
35 0.1 6.8 60-70 30 45.978
8
0.585
39.929
9
13.16
1.209
8
35 0.15 6.8 60-70 30 45.978
8
0.600
40.961
10.91
1.003
6
35 0.2 6.8 60-70 30 45.978
8
0.629
42.954
4
6.58
0.604
9
35 0.25 6.8 60-70 30 45.978
8
0.641
43.779
2
4.78
0.439
9
35 0.3 6.8 60-70 30 45.978
8
0.648
44.260
4
3.74
0.343
7
35 0.05 6.8 60-70 45 45.978
8
0.535
36.493
20.63
1.897
2
35 0.1 6.8 60-70 45 45.978
8
0.603
41.167
2
10.46
0.962
3
35 0.15 6.8 60-70 45 45.978
8
0.621
42.404
5
7.77
0.714
9
35 0.2 6.8 60-70 45 45.978
8
0.614
41.923
3
8.82
0.811
1
35 0.25 6.8 60-70 45 45.978
8
0.621
42.404
5
7.77
0.714
9
35 0.3 6.8 60-70 45 45.978
8
0.633
43.229
3
5.98
0.549
9
7数据分析
从以上数据及图示可以看出随着粒径的变化去除率也发生变化，20-40目之间吸附效果明显增加，去除效率变化较快，60目以上去除率去除率基本保持不变，故在实际应用中应选择50-60目的沸石，既可以降低处理沸石的费用，又可以使氨氮得到较好的去除效果。
生活水往往含有较多的杂质，尤其是工业废水，生活污水，含有较多重金属，有机物等。会对沸石去除效率产生一定的影响，通过加入不同浓度的氯化钠溶液，进而熟悉沸石吸附的一般规律，掌握氯化钠对沸石吸附的氨氮的解析原理。从以上图示可以看出随着氯化钠浓度的提高，沸石对氨氮的去除率明显降低，尤其是振荡时间为三十分钟，浓度达到0.3mol/l 时，去除率几乎为零。所以实际应用中应予以充分考虑。
结论：水污染已经成为威胁人类未来生存发展的最重要因素，所以对污水的处理，去除各种污染物则不仅关系到我们今天的健康生活，还关系到未来人类的发展之路，生存之道。本文通过利用不同粒径天然沸石对不同浓度的铵溶液的去除率的测定，确定了除氨氮的最佳粒径，同时研究了共存离子对去除率的影响，钠离子通过静电吸附及其他作用的确降低了沸石的去除效果，可作为解析之用。
参考文献：
沸石吸附的研究进展 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 前言 沸石是含碱土金属或碱金属的具有三维空间结构的硅铝酸盐晶体，分为天然沸石和人工沸石。天然沸石空隙中充满大量的水分，加热时会沸腾而得其名。人工合成沸石是以硅和含铝的盐为原料，经过水热合成大小与分子大小相当的材料，也称分子筛。沸石的化学通式为M x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O,其中M通常为Na、K、Ca等金属离子。 沸石比表面积适中，一般为500~800m2/g;其孔结构以微孔为主，孔径较小，一般主孔径最大不超过2.5nm，且分布均一。沸石分子筛是通过氧硅四面体和氧铝四面体单元在过氧架桥作用下形成的，其中氧铝四面体带负电性，且孔道内分布有金属阳离子，容易与外界的阳离子发生交换，表现出离子交换性。常用的分子筛全交换工作容量在2.0~2.5mg/g。 沸石是一种强极性吸附剂，极易水分子等极性分子，且由于自身铝硅比和孔径大小不同，对不同极性分子具有选择性，孔道内有可被交换的金属阳离子，对某些特定分子有特殊的吸附作用。 在废气处理方面，沸石可以吸附废气中的SO2和NO x，但是其吸附量低。利用 改性方法可改变沸石的电性、孔径等，可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。在水处理方面，利用沸石的离子交换能力，可以吸附去除废水中的氨氮，也可以利用利用改性沸石处理高氟污水或地下水，有价格低的优势，但吸附容量往往不高。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与
氨氮吹脱吸收系统 技术方案
一、方案设计依据： 1、废水水量：3600m3/d,设计水量为150m3/h。 2、出水氨氮要求：去除率60%-70% 二、氨氮吹脱原理介绍 氨氮在废水中主要以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）状态存在，其平衡关系如下所示： NH3+H2O—NH4+ +OH- 这个关系受pH值的影响，当pH值高时，平衡向左移动，游离氨的比例增大。常温时，当pH 值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态存在，而pH为11左右时，游离氨大致占98%。不同pH、温度下氨氮的离解率详见表。 不同pH、温度下氨氮的离解率（％） 当水的pH值升高，呈游离状态的氨易于逸出。若加以搅拌、曝气等物理作用更可促使氨从水中溢出。在实际工程中大多采用吹脱塔。吹脱塔的构造一般采用气液接触装置，在塔的内部填充材料，用以提高接触面积。调节pH值后的水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴，顺着填料的间隙次第落下，与由风机从塔底向上或水平方向吹送的空气逆流接触，完成传质过程，使氨由液相转为气相，随空气排放，完成吹脱过程。
三、运行条件 进水pH值≥11 外界条件：气温24℃，水温：35℃ PH： 四、工艺流程说明 氨氮废水首先进入调节池将pH值调到11左右,然后泵入吹脱塔的液体分布器,同时空气在风机的作用下进入氨氮吹脱塔塔体下方进气口,并且充满进气段空间，然后匀压上升到填料段。在填料的表面上，蒸汽将游离状态的氨吹出,出水流出。 具体工艺流程见下图： 原水 pH调节池氨氮吹脱塔氨氮吸收 风机 废水经吹脱塔吹脱后，氨氮去除率达到60%-70%，氨氮含量由700mg/L处理至200-230mg/L。 六、设备清单（第一方案）三台并联
根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。 物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术 目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。 折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl- 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究 立项时间2014年10月 计划完成时间2015年12月 项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务
摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand TEMcharacterization ofphysicalandchemicalproperties ofmolecular sieveinquiryto determine theimpact onmolecular sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air separation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.
氨氮吹脱系统 技术方案 2013年4月18日 一、方案设计依据： 1、废水水量：每小时额定处理量50立方 2、进水氨氮含量2800mg/L 3、出水氨氮要求：15mg/L 二、氨氮吹脱原理介绍 氨氮在废水中主要以铵离子（NH 4+）和游离氨（NH 3 ）状态存在，其平衡 关系如下所示：NH 3+H 2 O—NH 4 ++OH-这个关系受pH值的影响，当pH值高时， 平衡向左移动，游离氨的比例增大。常温时，当pH值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态存在，而pH为11左右时，游离氨大致占98%。不同pH、温度下氨氮的离解率详见表。 不同pH、温度下氨氮的离解率（％）
当水的pH值升高，呈游离状态的氨易于逸出。若加以搅拌、曝气等物理作用更可促使氨从水中溢出。在实际工程中大多采用吹脱塔。吹脱塔的构造一般采用气液接触装置，在塔的内部填充材料，用以提高接触面积。调节pH值后的水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴，顺着填料的间隙次第落下，与由风机从塔底向上或水平方向吹送的蒸汽逆流接触，完成传质过程，使氨由液相转为气相，随蒸汽排放，完成吹脱过程。 三、运行条件 进水pH值≥11 进水温度≥30℃ SS含量≤50mg/L 四、工艺流程说明 氨氮废水首先进入调节池将pH值调到11左右,然后泵入吹脱塔的液体分布器,同时蒸汽在风机的作用下进入氨氮吹脱塔塔体下方进气口,并且充满进气段空间，然后匀压上升到填料段。在填料的表面上，蒸汽将游离状态的氨吹出,由排气口排至吸收塔；出水流入中间池。 五、预期处理效果 废水经吹脱塔吹脱后，氨氮去除率达到90%，氨氮含量≤280mg/L.经二级吹脱后，氨氮去除率达到95%，氨氮含量≤14mg，达到排放标准。 六、占地面积 氨氮吹脱项目主要为设备，设备主体面积4*4（两台）平米，考虑附属设备占地及设备间距，总占地面积约50平米。
沸石实验初步报告 一、实验的目的和意义：随着矿渣微粉应用的普及，矿渣供应越来越紧，而且价格越来越高，寻找一种新的材料完全或部分取代矿渣很有必要。沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，常见于喷出岩，特别是玄武岩的孔隙中，也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中，其阳离子交换性、吸附性、分子筛这三种特性构成了沸石应用领域广泛的物性基础，广泛应用于建筑工业、农业、轻工业、环保以及国防等领域。 沸石在建材工业领域的应用主要有： 1、作为水泥活性混合材料，水泥工业用量最大。该矿石粉碎后不再做其它加工，可以直接掺入水泥熟料中，从而降低水泥的生产成本。 2、使用沸石作发泡剂，应用于制造泡沫轻质建筑砌块，配制多孔混凝土，生产硅钙板，建筑灰膏等。 3、应用沸石烧制人工轻骨料“陶粒”，具有轻质，高强，吸水率等特点。陶粒被广泛应用于新型建筑材料工业以及建筑业，代替粘土砖，还可以应用于农业搞无土栽培。再就是环保方面做洁净美化，污水过滤，烟尘过滤，隔音材料等。 4、用沸石作因化剂，可将有害的废料固定在混凝土当中。 5、可以加工制造成小颗粒，直接掺入水泥中作轻骨料，生产建筑砌砖，空心砖，轻质高强板材等。 因此，本次试验主要是探索沸石在建材产品中应用的可行性 二、样品制备：从潍坊矿山及水泥厂取各种沸石，用试验小磨分别磨制到不同比表面积。A、铁红色颗粒状（取自水泥厂）；B、颗粒状青色（矿山）；C、粉状青色（与B同一矿山） 制备如下： 比表面积 样品样品名称 ≥400 ≥500 ≥600 ≥800 粉磨时间8ˊ--- A 比表面积470 --- 比表面积398 510 625 829 B 粉磨时间7ˊ15ˊ18ˊ22ˊ20" 比表面积398 470 603 757 C 粉磨时间13ˊ20ˊ32ˊ60ˊ
沸石吸附氨氮技术研究进展 摘要：介绍了沸石脱除氨氮的原理和再生机制，综述了国内外应用沸石在改良常规污水处理工艺、作为氨氮污水处理系统的介质与最终出水的氨氮控制环节等方面的研究进展。炼油催化剂生产过程中产生的污水氨氮浓度高,先后试验了多种处理方法,但水中的氨氮很难达标。研究经济合理的工艺去除催化剂生产污水中的氨氮是紧迫而实际的。沸石吸附可作为组合工艺予以试验。 关键词：沸石污水处理氨氯 氨氮对人体和水体具有一定的危害,水质指标中氨氮是引起水体富营养化和环境污染的一种重要污染物。去除污水中氨氮的方法有生物硝化法、气体吹脱法和离子交换法”等．生物法无污染，耗能低，但其转换作用缓慢，去除难于彻底；气体吹脱法工艺简单，投资少，但易造成二次污染；而离子交换法却没有以上不足，且反应过程稳定、易控，吸附剂可再生利用，处理成本较低，特别是使用沸石作为吸附剂时．沸石具有稳定的硅氧四面体结构、大小均一的宽阔空间和连通孔道，能够吸附大量的氨氮，因此被认为是最有应用前景的去除氨氮吸附剂．。鉴于沸石有着良好的吸附与离子交换性能,而我国是世界上少数几个富产沸石的国家之一,美、日等发达国家已将沸石应用在污水处理、特效干燥剂、土壤饲料改良剂等方面,而我们大部分停留在出卖原矿为主甚至干脆闲置不用。因此加强对沸石的开发和利用研究非常必要。 沸石脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物物化相结合实现污水脱氨氮的新技术，这一技术就是把沸石对铵根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来,加强生物脱氨氮系统的性能和效率 一、沸石对污水中氨氮的去除机理 沸石是具有四面体骨架结构的多孔性含水硅铝酸盐晶体,有良好的吸附及离子交换性能;同时沸石比表面积大,对微生物无毒害,易于附着微生物作为生物载体。生物沸石脱氨氮工艺中,一方面沸石用于生物载体富集硝化菌;另一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的铵,还有很重要的一方面就是沸石表面生物膜中的硝化菌将吸附在沸石上的氨氮转化为硝酸盐,形成了一个自我吸收、自我消化的循环过程。通过生物方式不但能使沸石不断得到再生,还能提高脱氨氮的硝化性能,利用微生物作用有效地去除氨氮。此时,沸石得以全部或者部分自我再生,可以继续循环使用。生物沸石脱氨氮过程实质是化学吸附、离子交换和生物硝化三个过程。 沸石孔径一般在0.4 nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而NH4+的离子半径为0.286 nm，很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。利用沸石的离子交换吸附能力去除污水中的氨氮包括：吸附阶段和沸石再生阶段，沸石再生可分为化学再生法和生物再生法。
沸石脱碘吸附剂的机理及研发 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 一、前言 沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐分子筛，可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂等。沸石骨架中微孔孔径由于孔穴的结晶性质使其分布非常均一，内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附，即可依据沸石吸附剂晶体内部孔穴大小吸附一定大小的分子，能将混合物中各组分高效分离，或将其中杂质彻底脱除，特别是一些困难的分离过程，所以吸附分离的应用已越来越受到重视。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与碘相互作用，生成难溶的AgI
应平化肥有限责任公司 30T/h氨氮废水处理系统 宜兴市裕泰华环保有限公司 二00八年五月 一、概述 1、采用国内目前较为先进成熟的吹脱+催化氧化+生物滤池处理工艺,该工艺具有可靠性、成熟性,并符合国内实际情况,并尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。 2、废水处理主要设施材质以钢砼结构为主,具有结构紧凑,占地面积小,布局合理,尽可削减总投资及运行费用加以考虑。 3、对废水处理设施进行充分的考虑,按地区气候条件,考虑必要的防水防冻及防渗措施。 4、废水处理过程中产生的污泥排入污泥池,进行好氧消化稳定后,经压成泥饼外运,保证污泥出路可靠。 二、废水处理量及废水性质： 1废水来源及水量: 废水来源为化肥厂生产工艺经冷却塔冷却后的高氨氮废水 a、废水量:30m3/h b、废水水质:详见表一 表一、废水水质
序号项目数据(mg/L 1 氨氮846.3 2 化学需氧 量 737 3 环状有机 物(Ar-OH 9.095mg/L 4 总磷0.467 5 BOD 21 6 氰化物未知 7 SS 164 8 石油类未知 9 挥发酚未知 10 硫化物未知
11 pH 6-9 12 水温约30℃ c、运行方式：连续运行 1、处理出水标准:废水处理后达合成氨工业水污染物排放标准GWPB 4-1999中中型化肥厂一级排放标准,详见下表。 (2001年1月1日之后建设(包括改、扩建的单位 序号项目标准(mg/L 1 氨氮70 2 化学需氧 量 150 3 氰化物 1.0 4 SS 100 5 石油类 5 6 挥发酚0.1
7 硫化物0.50 8 pH 6-9 三、废水处理工艺选择: 根据废水处理工程特点、功能、要求及废水排放特征,由于废水含有一定的毒性,B/C比较低,氨氮较高,因此需经脱氮及强氧化来提高废水的B/C比在0.3以上,剩余的氨氮及有机物在后级生化系统中去除。 本公司采用生物滤池工艺,经水解酸化后水中的B／C比约0.35左右,可生化大大提高。根据废水排放标准出水有NH3-N的限制,所以在选择废水处理工艺时除了考虑除解有机物外,还考虑到脱氮,为达到这个目的,我们选用了工艺成熟、运行可靠的水解生化+DC生物滤池+N生物滤池的工艺。 四、废水处理工艺流程简图: 1、废水处理系统工艺: 自动加碱废气高空排放或回收塔回收 废水→格栅→调节池→提升泵→PH调节沉淀→中间槽→二级提升泵→氨氮吹脱塔 风机 →三级提升泵→最终中和槽→催化氧化装置→还原反应槽→提升泵→脉冲布水器 自动加酸加还原剂
关于沸石吸附性的报告 一沸石的物理性质 沸石，别名硅酸铝钾盐，英文名称Zeolite或Aluminosilicate。其晶体多呈纤维状、毛发状、柱状，少数呈板状或短柱状。密度为1.9~2.3g/cm3，基本组成如下表： 二沸石的吸附原理 天然沸石是一种含水架状结构硅铝酸盐矿物质，其结构特点除了有离子交换性（极易与周围水溶液的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶体结构不被破坏），催化性（其大孔穴可容纳一定数量的物质，从而促使化学反应在其表面加速进行）外，还有吸附性。其吸附原理如下： 2.1 沸石的“分子筛”作用 沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴和通道的体积有的可占沸石晶体体积50%以上，这些空穴和通道在一定物理化学条件下具有精确而固定的直径（3—10A）。各种不同的沸石其直径也不同，小于这个直径的物质能够被其吸附，而大于这个直径的物质则被排除在外，这种现象被称为“分子筛”作用。 2.2 沸石的静电作用 沸石具有较大的静电吸引力，在它的铝硅酸盐格架上的电荷即阳离子晶格上的负电与平衡阳离子正电的电荷中心在空间上是不重叠的，所以在其孔穴中有很大的静电吸引力，因而使沸石对极性物质具有优先选择吸附作用。
2.3 沸石的色散力作用 沸石具有很大的比表面积（达500-800平米/克）因而能产生较大色散力，可用做出色的吸附剂，对于主要由扩散力起作用的吸附过程，在大多数情况下，特别是在低分压范围内，沸石的吸附容量很大，高于其它许多吸附剂，但在高分压范围内，沸石的吸附容量往往很小。 三沸石的应用 3.1 沸石在水处理方面的应用 人们利用天然沸石NH4+离子具有很强的选择性吸附能力，用它来从废水中除去氨氮，其中斜发沸石的氨氮去除能力较强。袁俊生等[13]研究过斜发沸石去除水中氨氮的工艺条件和处理效果。结果表明：在废水的pH值为7时，沸石对NH4+的平均交换容量达到12.96 mg/L，处理后水中氨氮低于50 mg/L。 天然沸石经过多种特殊工艺活化后，可以使沸石吸附性能更强，离子交换性能更好，更有利于去除水中各种污染物，成为多功能深度水处理的能替代活性炭的新型材料。 活化沸石就是其中的代表产品，它不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属，如：铬、镉、镍、锌、汞、铁离子及有机物：酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物且水浸出液不含有毒，有害人体物质，去除水中铁、氟效果更为显著。因此活化沸石是工业给水、废水处理及自来水过滤的新型理想滤料 3.2 沸石在其它方面的应用 例如，在畜牧养殖业和饲料工业中，较常用的斜发沸石和合成沸石(4A沸石)添加剂，它们能够促进动物生长、提高生产性能、增加经济效益；在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用；在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定…… 四报告结论
沸石去除氨氮影响因素的研究 摘要：沸石具有一定去除氨氮的能力，通过控制条件，如温度吸收时间粒径及共存离子的其中之一影响因素，在静态条件下确定沸石去除氨氮的最佳浓度，接触时间，以及最佳粒径的选择。本文主要研究不同粒径的去除效果及存在共存离子对氨氮的影响。 Element Study on Removing off Ammonia Nitrogen in W ater by Zeolite Abstract: Zeolite can remove off ammonia nitrogen. In the static condition, it can ascertain the optimal density, touching time and the most appropriate granule size of zeolite removing ammonia nitrogen, through controlling one of the factors, such as temperature, absorbing time, size and coexisting granule. The paper mainly the removing effect of different granule sizes as well as the influence of coexisting granule on ammonia nitrogen. Key words: Ammonia Nitrogen Size Zeolite Removing 前言：近年来，随着社会的发展，水中各种污染越来越严重，有机物，重金属，氨氮等。都严重威胁着人类的生存发展。所以对各种污染物的去除方法的研究在国内外发展迅速，而利用沸石去除水中氨氮的研究也各有侧重的进行着。本着对沸石去除效果以及各种因素对去除率的影响的研究，根据文献资料的查阅设计实验方案，限定某一实验条件，改变另一条件，进而确定最佳接触时间，控制水中氨氮浓度以增大沸石利用率，选取最高利用去除率的粒径用于实际工业过程中，测定其他负影响因素，在去除过程中尽量降低这种干扰。 实验部分 1药品与仪器1000mg/l氯化铵贮备液酒石酸钾钠钠氏试剂蒸馏水 白银沸石 磨口锥形瓶，50ml比色管，移液管，20mm比色皿，FA2004N型电子天平，LG10-2.4A型离心机，THZ-82A型气浴恒温振荡器，VIS-723G分光光度计2标准曲线绘制吸取0，0.50，1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00ml铵标准工作液分别于50ml比色管中，加水至接近刻线，加入1ml酒石酸钾钠溶液混匀，加入1ml钠氏试剂定容后混匀。静置十分钟左右，在波长420nm处，用光程20mm 比色皿，以水为参考，在VIS-723G分光光度计下测定吸光度
氨氮吹脱系统技术方案 2013年4月18日
一、方案设计依据： 1、废水水量：每小时额定处理量50立方 2、进水氨氮含量2800mg/L 3、出水氨氮要求：15mg/L 二、氨氮吹脱原理介绍 氨氮在废水中主要以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）状态存在，其平衡关系如下所示： NH3+H2O—NH4+ +OH- 这个关系受pH值的影响，当pH值高时，平衡向左移动，游离氨的比例增大。常温时，当pH值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态存在，而pH为11左右时，游离氨大致占98%。不同pH、温度下氨氮的离解率详见表。 不同pH、温度下氨氮的离解率（％） 当水的pH值升高，呈游离状态的氨易于逸出。若加以搅拌、曝气等物理作用更可促使氨从水中溢出。在实际工程中大多采用吹脱塔。吹脱塔的构造一般采用气液接触装置，在塔的内部填充材料，用以提高接触面积。调节pH值后的水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴，顺着填料的间隙次第落下，与由风机从塔底向上或水平方向吹送的蒸
汽逆流接触，完成传质过程，使氨由液相转为气相，随蒸汽排放，完成吹脱过程。 三、运行条件 进水pH值≥11 进水温度≥30℃ SS含量≤50mg/L 四、工艺流程说明 氨氮废水首先进入调节池将pH值调到11左右,然后泵入吹脱塔的液体分布器,同时蒸汽在风机的作用下进入氨氮吹脱塔塔体下方进气口,并且充满进气段空间，然后匀压上升到填料段。在填料的表面上，蒸汽将游离状态的氨吹出,由排气口排至吸收塔；出水流入中间池。 五、预期处理效果 废水经吹脱塔吹脱后，氨氮去除率达到90%，氨氮含量≤280mg/L.经二级吹脱后，氨氮去除率达到95%，氨氮含量≤14mg，达到排放标准。 六、占地面积 氨氮吹脱项目主要为设备，设备主体面积4*4（两台）平米，考虑附属设备占地及设备间距，总占地面积约50平米。
改性沸石处理含氨氮废水 NH3-N是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因，对鱼类及某些水生生物有毒害。桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d，投入使用后，由于实际服务人口增加，导致水量增加。该污水处理工艺未设污泥处理系统，长期以来，沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的。以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标，污染周围水体，急需脱除水中的氨氮。对于氨氮废水的处理，用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高；用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用。因此，寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要。近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究。沸石是一种廉价的无机非金属矿物，利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生、处理成本低等特点。沸石在水处理中的应用已得到广泛关注。 一、实验部分 1、材料 沸石：采用α改性沸石，其红外光谱见图1。根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016mm)、细(0118～0125mm)3种。其化学成分及其含量(wB)为SiO267199%， TiO20123%，Al2O313125%，Fe2O30167%，MnO0116%，CaO2192%，MgO0189%，K2O1127%，Na2O2165%，P2O501013%。含氨氮废水：取自某旅游景区的高浓度氨氮废水，其水质为ρ(CODCr)=200～
变压吸附实验报告 篇一：分子筛变压吸附研究报告 院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月 计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务 摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿
命的研究提供可靠有效的实验数据。 Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand ofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determine sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air
沸石对氨氮的吸附行为研究 本文研究了斜发沸石对氨氮吸附行为，探讨了水力停留时间、pH值对吸附效果的影响，同时考察了吸附氨氮前后的沸石的性能及结构变化。结果表明，准二级吸附动力学方程能够很好地描述沸石吸附氨氮的过程，沸石在1.0 g/L的氨氮溶液中的理论吸附值为8.69 mg·g-1。沸石吸附氨氮的最佳水力停留时间为40min，最佳pH值为6，并且氨氮去除率随着浓度的升高而降低，随着沸石投加量的增加而升高。沸石吸附氨氮前后形态及结构并未发生变化，比表面积、孔容、孔径则明显降低。 标签：斜发沸石；氨氮 氨氮是水体中重要耗氧物质、是引起水体富营养化的污染物。近年来，随着社会生产水平的提高，氨氮的排放量与日俱增。由于水污染事件频繁发生，严重威胁着社会日常生产工作，对于水污染较严重的地区，逐渐实行更加严格的标准控制污水中氨氮的排放，不少污水处理厂面临标准提高的严峻现状。因此，在兼顾经济的条件下提高处理效率，成为了研究的重点。目前国内解决高浓度氨氮污染主要使用吹脱法、生物法、离子交换法。其中吹脱法容易造成二次污染，生物法条件要求高、反应缓慢，而离子交换法较易控制。天然沸石是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，是由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状硅酸盐，具有比表面积大，吸附性能好，离子交换能力强，化学性能稳定等特点。沸石对氨氮的去除有着较好的效果，对浓度具有普适性，并且由于沸石资源在我国储量丰富、成本低廉，是一种具有前景的水处理方式，因此沸石吸附氨氮受到较多的关注。 一、材料与方法 （一）实验装置 静态吸附采用摇床，动态吸附采用沸石柱装置，如图1所示。实验装置主要由PVC管、蠕动泵、水箱三部分组成，其中PVC管高为100cm， （二）动态吸附实验 室温下，在不同的滤速下将含氨氮废水通过沸石吸附柱，每隔20分钟取水样并用0.4μm滤膜过滤后测定氨氮的浓度。 二、结果与讨论 （一）静态吸附实验
分子筛吸附废水中氨氮及其再生 分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性，具有均匀的空隙结构。自然界存在的常称为沸石，人工合成的称为分子筛，他们的化学式组成为M x/n[(Al2O3)x．(SiO2) y]．ZH2O，式中M为金属阳离子，n为价数，x是Al2O3的分子数，y是SiO2的分子数，Z是水的分子数，因为Al2O3带负电荷，金属离子的存在可以使分子数保持电中性。 对于低浓度氨氮废水处理，应用较多的方法是折点氯化法、离子交换法、生物硝化和反硝化法等，高浓度氨氮废水的处理常采用物化和生物组合工艺。生物法尽管有效，但氨氮的生物转化作用缓慢，而常规的离子交换法多适用于中低浓度氨氮废水的处理，对于高浓度的氨氮废水会因常规交换剂再生频繁而造成操作困难,因此，选择好的吸附材料将非常重要 1.分子筛吸附原理 分子筛对氨氮的去除作用有两种：一种是离子交换作用，主要是去除污水中离子态分布的氨氮；另一种是吸附作用，主要用于去除污水中分子态分布的氨氮。 2.分子筛去除氨氮的影响因素 （1） pH值的影响 在相同的试验条件下，通过动态试验测定pH值对分子筛交换氨氮效果的影响，试验结果表明分子筛吸附氨氮最合适的pH值段为4～8，而最佳值为pH=6左右，这是因为NH4+在水中的离解平衡式为：NH4+ NH3+H+，由式中可以看出：氢离子浓度增加，即pH值减小，平衡向左移动，这时NH4+浓度增加，所以分子筛能够吸附较多的NH4+，其平衡浓度降低；但是pH值太小，H+会与NH4+竞争，造成分子筛吸附氨氮的性能下降。 （2）停留时间的影响 对比不同的停留时间对分子筛吸附氨氮的影响，通过实验研究表明，水力停留时间为1h的处理效果最好，水力停留时间过长很容易阻止其他NH4+-N在分子筛表面上的交换，过短则使有些NH4+-N还没来得及交换分子筛上的阳离子就随出水一起流出了。 因此分子筛对于进水氨氮浓度为50mg/L的氨氮废水处理的最佳工艺条件为中性条件，停留时间为1h。 3.分子筛物理特性 （1）离子交换性是分子筛重要性质之一。在分子筛晶格中的空腔(孔穴) 中K、Na、 Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧，极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶格结构也不被破坏。分子筛的离子交换表现出明显的选择性。 （2）分子筛的孔道结构使之具有很大的内表面积(500-1000m2/g)，因而能产生较大的扩散力，故可用作出色的吸附剂，选择性吸附是沸石吸附性能的一个重要特征，而且沸石还有良好的热稳定性和耐酸碱性。这都有利于沸石的化学改性处理和在水处理中的运用。
4.4.1氨吹脱塔单元 4.4.1.1设计说明 设计采用循环空气吹脱，气液比可取1500-3000，取3000。 4.4.1.2设计尺寸 （1）吹脱塔的计算 已知沼液中NH3-N约为2.5g/kg（2.5g/L），即摩尔分率为0.0026。入吹脱塔的沼液流量为5.6m3，即为311.11kmol/h，设定回收率为90%。同时在101.3kPa 和30℃时，该氨水稀溶液的氨分压为0.2kPa，故亨利系数E为76.923kPa， m=(0.2/101.3)/0.0026=0.7592。 30℃空气的分子量为29，密度1.165kg/m3。 ①实际气液比 （G/L）min=(X1-X2)/(Y2e-Y1)=(0.0026×90%)/(0.0026×0.7592)=1.186 （G/L）=(1.1-2)×（G/L）min=1.8×1.186=2.135 (取系数为2) 所以G=2.135×311.11×29/1.165=16534.23m3，即为664.22kmol/h。 故实际气液比（体积比）为： （G/L）v=16534.23/5.6=2952.54 ②理论板数确定 吸收因子A=L/mG=0.617，即脱吸因子S=A-1=1.62 N理论：X1-X2/X1-0=S N+1-S/S N+1-1 0.0026×90%/0.0026=(1.62N+1-1.62)/(1.62N+1-1) 所以N=3.09，取N=4 气相中氨的摩尔分率Y2=(X1-X2)/(G/L)=1.096×10-3； ③塔的有效高度Z 根据Drickanmer-Bradfood法：E T =0.17-0.616lgμ 30℃，进料液体的摩尔粘度μ为0.8007cp（设计应选取最恶劣的条件，故中温35℃发酵，考虑到冬季热损失，选用20℃的进料，此时进料液体的摩尔粘度为1.005cp） 故E T=0.17-0.616lgμ=0.169 实际板数N=N T/E T=23.66 取24 同时取板间距为450mm
沸石优化改性与去除氨氮效果 沸石作为一种廉价的非金属矿物在工业催化及环境保护领域中应用已久，其改性研究与合成、应用开发都大幅度推动了沸石化学的发展。天然沸石经过改性，可以明显提高其孔隙率及表面活性, 提高吸附性能、离子交换性能及交换量等，从而提高其使用价值。改性沸石包括范围很广，从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属于改性沸石的范围。一般来说，沸石改性技术有两种类型：一类是对沸石骨架元素的改性，另一类是对非骨架元素的改性。对骨架元素的改性包括酸碱处理改性等，对非骨架元素的改性包括离子交换改性、沸石内配位化学、表面活性剂改性等。 沸石的吸附力不仅仅靠表面的色散力, 还有内部较大的静电力。这种静电力, 主要是因为沸石晶格孔穴中分布有阳离子，同时部分格架氧也具有负电荷，从而形成强大的电场，沸石因为色散力和静电力的共同作用，故其吸附力特别强大，故其对氨氮具有强大的吸附效应，吸附主要去除水中分子态的氨氮。 分别称取10 g粒径为58~ 120 m 的天然沸石入马弗炉中，在200、300、400、500 或700°C温度下处理2 h，取出放入干燥器中冷却至室温密封保存。分别称取10 g天然沸石，在室温下分别在 200 m L浓度为 200 g /L 的 NaCl、Kcl和 CaCl2 溶液中处理24 h，多次洗涤改性沸石至中性，过滤后在 105°C的烘箱中烘 2 h, 冷却至室温密封保存。
加热可使沸石的孔穴和通道中的水分子、碳酸盐和有机物除去，使内表面积增大, 从而可提高沸石的吸附能力。由下图可以看出, 经过200~ 400°C条件焙烧改性后, 沸石的氨氮吸附量略微提高，高于400°C后吸附量明显下降，说明沸石的结构已经被破坏。 但目前沸石改性存在以下问题：沸石改性成本昂贵，应继续深入研究，寻找低成本、高效率的改性方法；由于种种原因，中国虽然有丰富的沸石资源，但是沸石改性技术现在大多仍处于实验室研究阶段，应用于实际的技术并不多，下一步应通过中试和生产性试验，积累改性技术的最佳工艺条件，使其在环境保护、污染治理及化工催化方面发挥更重要的作用。
沸石的吸附性质 由于天然沸石晶体的硅（铝）氧四面体有许多空洞和孔道，其中占据着阳离子和水分子。当经过烘烧使它部分或全部脱水后，其结晶骨架并没有被破坏，而是形成一个个内表面很大的孔穴，可吸附并储存大量分子，因此具有吸附量大和高选择性的特点。 1、吸附量大 沸石晶体结构内部存在着空洞和孔道，其体积约占沸石晶体总体积的50%以上，并且沸石微孔分布均匀，孔径较小，和一般物质的分子尺寸相当，沸石晶体的内表面比一般颗粒的内表面大，一般固体颗粒每克仅有几平方米的内表面积。而每克沸石的内表面积可达千余平方米，因此沸石的吸附量特别大。 2、高选择性 沸石晶体内部的空洞和孔道大小均匀且固定，一般空洞直径在 6~15?。只有直径较小的分子才能通过沸石孔道进入空洞被吸附，大的分子不能进入空洞被吸附，沸石因具有这种选择吸附性能，也成为分子筛。而硅胶、活性炭等吸附剂由于无均匀固定的孔径且变化较大，无选择吸附和筛分性能。 3、效选择吸附性 因为沸石铝氧四面体带有一个负电荷，而骨架孔穴中含有阳离子，这样在阳离子的周围便形成了强大的电场，因此沸石的吸附力不仅有强大的色散力，还有较大的静电力。正是由于这种静电力的关系，使得沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用。对含
有极性基团或含有可极化的基因的分子可发生强烈的吸附作用，特别是水，它能和铝硅骨架形成氢键，因此沸石具有强烈的吸水性，即使在低相对湿度的低浓度下仍能吸附，吸水量比硅胶和活性氧化铝都高。 沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机物分子的极性大小和分子直径。小分子比大分子易被吸附，极性分子较非极性分子易被吸附，在水中由于存在不同的物质，他们的极性强弱和分子大小均不相同，在吸附时就会产生竞争现象。