[发明专利]一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法

说明书

本发明涉及一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法。本发明适用于环境保护与污水处理技术领域。本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法。本发明所采用的技术方案是：一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法，其特征在于，包括：将预处理后的天然沸石浸泡在改性活化液中，该改性活化液由改性药剂配置，改性药剂则采用钠盐或钙盐中的一种或多种；应用钠盐或钙盐是因为钠盐和钙盐的金属离子半径大于铵的盐类，且钠盐和钙盐为常见盐类；洗涤经浸泡后的天然沸石，直至洗涤出水pH值到中性后烘干，得到改性沸石。

技术领域

本发明涉及一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法。适用于环境保护与污水处理技术领域。

背景技术

随着城市污水处理系统的不断完善，点源污染已经得到了有效的控制，而由降雨产生的城市雨水面源污染目前是城市重要的污染源之一，其中初期雨水的污染负荷占降雨径流污染总负荷的80％。初期雨水中含有大量高浓度污染物，包括氨氮、磷、重金属等。初期雨水多就近排放至河、湖等受纳水体，携带的大量氮元素将导致区域性水体富营养化和黑臭化，影响水资源循环利用。因此，探索快速有效去除初期雨水中氨氮的方法具有重要的意义。

在应对初期雨水这类水量不稳定、浓度波动大的来水时，传统的生物脱氮法出水水质易受影响，且在低温条件下微生物活性受到抑制。因此，在保证出水氨氮达标的前提下，需要提出一种新的适用于处理初期雨水氨氮的方法。

物化法中的吸附法是利用吸附剂吸附水中的氨氮，具有快速高效、无二次污染、易操作等优点。沸石是一种具有连通孔道并呈架状结构的含水硅铝酸盐矿物，具有一定的选择交换性，且成本低廉，是常见的氨氮吸附剂。

中国专利CN209397077U公开了一种耦合沸石和石英砂的联合雨水生物慢滤池。在雨水处理初期，上层石英砂快速形成生物膜去除有机物并截留一部分悬浮物，下层沸石吸附氨氮，生物慢滤池快速完成启动，从而去除氨氮。该工艺在保证出水达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的前提下，能够显著延长滤料的堵塞时间，实现系统的长期稳定运行。但为了延缓滤料堵塞，采用大粒径沸石作为滤料，存在对氨氮去除效果不稳定的情况。

中国专利CN108585098A公开了一种雨水径流污染物的净化方法以及含沸石的净化材料。该专利通过将净水滤料沸石铺放于多孔隙水泥混凝土集料的下面，对雨水径流污染物进行净化。加入净水滤料沸石后可以提高多孔隙水泥混凝土集料对雨水径流污染物的净化效果，尤其对氨氮污染物和总磷污染物的净化效果均有很大幅度提高。但因为采用天然沸石，一定程度上减弱了氨氮吸附效率。

天然沸石虽然具有良好的离子交换能力，但由于硅氧结构的极性亲水性，以及内部存在的大量杂质和沙砾，都会阻碍沸石与NH4⁺-N的接触，进而影响沸石的吸附能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于初期雨水快速脱氮的沸石改性方法，其特征在于，包括：

将预处理后的天然沸石浸泡在改性活化液中，该改性活化液由改性药剂配置，改性药剂则采用钠盐或钙盐中的一种或多种；应用钠盐或钙盐是因为钠盐和钙盐的金属离子半径大于铵的盐类，且钠盐和钙盐为常见盐类；

洗涤经浸泡后的天然沸石，直至洗涤出水pH值到中性后烘干，得到改性沸石。

通过盐改性过程可去除沸石表面的杂质，同时增加沸石比表面积。同时改性活化液中的阳离子可置换沸石空穴中原有的Ca²⁺(相同离子置换是为了减小空间位阻，提高后续交换量)、Mg²⁺等大半径离子，空间位阻变小，内扩散加快，交换容量增大，从而提高沸石对氨氮的吸附能力和离子交换能力。

所述天然沸石粒径为0～5mm，该粒径范围具有较大的表面积有利于发生离子交换作用。