沸石对猪场废水中氨氮的去除效果

马良，沈建平，张汉民，屠黎萍，蔡泽平

(1.桐乡市农业技术推广服务中心，浙江 桐乡 314500； 2.浙江华腾牧业有限公司，浙江 桐乡 314500)

猪场废水主要有还田、自然处理、工业化处理和组合处理等处理模式[1]，在土地资源日益短缺的情况下，传统的自然处理和工业化处理已无法满足规模化养猪场废水的处理需求。新型废水处理工艺如序批式活性污泥法(SBR)、序批式生物膜法(SBBR)、移动床生物膜反应器(MBBR)等可有效处理猪场废水中的悬浮物(SS)、氨氮(NH3-N)、磷等[2-4]，但成本较高。天然沸石分布广泛，具有独特的四面体结构、较大的比表面积和稳定的化学性质，孔穴直径(0.6～1.5 nm)和孔道直径(0.3～1.0 nm)均大于NH4+直径(0.29 nm)[5]，对氨氮、重金属阳离子有吸附作用，具有良好的耐高温、耐酸碱和离子交换能力[6-8]。本研究以3种沸石为研究对象，比较沸石种类、添加量和振荡时间对膜过滤后猪场废水中氨氮的去除效果，旨在为生产应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

沸石购买于浙江神石矿业有限公司(样品1、样品2)和宁波嘉和新材料科技有限公司(样品3)。废水样品为嘉兴嘉华牧业有限公司经膜处理后的废水，氨氮浓度为123.7 mg·L-1。

1.2 方法

1.2.1 不同沸石对废水中氨氮的吸附效果

取废水100 mL于250 mL锥形瓶，分别添加3种沸石各10 g，摇匀静置1 h后，吸取2 mL上清液于100 mL容量瓶中，参考文献[9]，采用纳氏试剂光度法，采用SK-100AR型氨氮自动分析仪检测氨氮浓度。

1.2.2 沸石添加量对废水中氨氮的吸附效果的影响

取废水100 mL于250 mL锥形瓶，分别添加2.5、5.0、7.5、10.0 g沸石样品1，振荡2 h，静置0.5 h后，吸取1 mL上清液于100 mL容量瓶中，上机检测氨氮浓度。

1.2.3 振荡时间对沸石吸附去除氨氮的影响

取废水100 mL于250 mL锥形瓶，添加7.5 g沸石样品2，分别振荡0.5、1.0、1.5、2.0 h后取出，静置0.5 h后，吸取1 mL上清液于100 mL容量瓶中，上机检测氨氮浓度。

1.3 数据分析

根据分析数据计算氨氮去除率。

2 结果与分析

2.1 不同沸石对废水中氨氮的吸附效果

从表1可知，3种沸石处理后废水中氨氮浓度分别为10.8、28.8、74.4 mg·L-1，氨氮去除率分别为91.3%、76.7%、39.9%，沸石样品1的氨氮去除效果最佳。

2.2 沸石添加量对废水中氨氮的吸附效果的影响

表1 不同沸石对废水中氨氮的吸附效果

表2 不同沸石添加量对废水中氨氮的吸附效果

从表2可知，废水中氨氮浓度随着沸石添加量的增加而降低，每100 mL废水中添加10 g沸石样品1时，氨氮去除率最大，达到95.7%。

2.3 振荡时间对沸石吸附去除氨氮的影响

从表3可知，氨氮去除率随振荡时间的增加而升高，振荡处理0.5 h后，样品2的氨氮去除率可达90%以上。

表3 振荡时间对沸石吸附去除氨氮的影响

3 讨论

沸石对猪场废水中氨氮的吸附效果不同，这可能与沸石粒径、是否进行改性(酸改性、碱改性、盐改性、高温灼烧改性)、吸附时间、振荡频率、温度、投加量等因素有关。通过比较3种不同沸石对猪场废水中氨氮的去除效果，发现样品1对猪场废水中氨氮的去除效果最佳，沸石适宜投加量为每100 mL废水中投加7.5～10.0 g，振荡可提高沸石对氨氮的去除效果。在实际应用中，在废水处理池中安装曝气装置可加速沸石对氨氮的吸附。