隨著排入水體的含氨､磷廢水增加，氨氮和藻類､藻毒素污染已成為我國水源水質(zhì)的主要污染因素[1，2]。氨氮受微生物作用可分解成亞硝酸鹽氮，再進一步分解凈化。但水中的亞硝酸鹽氮過高時會與蛋白質(zhì)結(jié)合生產(chǎn)致癌物亞硝胺，威脅人類健康[3]。藻細胞衰亡或破裂釋放出的微囊藻毒素也對人體健康構(gòu)成了嚴重威脅[4]。對地表水中低濃度氨氮及藻毒素的有效去除對飲水安全具有重要的意義。

　　去除氨氮的方法包括物理化學法､化學法､生物法，離子吸附交換法因其不受溫度限制備受關(guān)注[1，5]。沸石是常見的吸附填料，是一類骨架結(jié)構(gòu)的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物，具有特殊的離子交換特性[5，6]，可與環(huán)境中的氨根離子發(fā)生交換，對氨氮具有較好的去除效果。天然沸石對氨氮的吸附性能良好[7-11]，通過鹽､適宜高溫､微波等改性可使沸石比表面積和總孔容增大而提高對高､低濃度氨氮的吸附能力，而通過酸､堿改性并未增加吸附量，反而有降低的趨勢[12-17]。但少見強氧化劑高錳酸鉀對沸石改性的研究。

　　在藻類和藻毒素去除方面，文獻[2]采用高錳酸鹽復合藥劑預氧化技術(shù)除藻取得了良好的效果。文獻[18]研究認為，沸石負載高錳酸鉀對藻及藻毒素具有較好的去除效能，其除藻機理及控制藻毒素的機理一方面由于沸石對藻毒素的吸附，另一方面高錳酸鉀強氧化性對藻類游動性抑制，并促進生物集合物的釋放，高錳酸鉀氧化藻毒素使其喪失毒性。高錳酸鉀負載于沸石表面可以較緩慢､均勻地釋放，避免濃度過高引起藻細胞破裂。

　　以上研究或考慮氨氮的去除，或考慮藻類､藻毒素的去除，而未考慮同時處理兩者的效能。本文以文獻[18]為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究了沸石負載高錳酸鉀后對氨氮的吸附等溫線､吸附動力學及pH對吸附的影響，考察能否得到可同時有效降低微污染水中氨氮及藻類､藻毒素的吸附材料。

　　1 實驗材料與方法

　　1.1 實驗材料

　　實驗所用沸石顆粒為產(chǎn)于遼寧錦州的天然斜發(fā)沸石顆粒，離子交換量為30~50g/kg。粉碎至粒徑0.5~1.5mm，化學成分以SiO2 為主，占73%，Al2O3占16%。用去離子水洗滌去除雜質(zhì)，烘干備用。

　　實驗用主要化學試劑:高錳酸鉀､氯化銨､酒石酸鉀鈉､碘化鉀､碘化汞､氫氧化鈉和鹽酸等，分析純。

　　主要儀器:電動攪拌器､SHA-B水浴恒溫振蕩器､分光光度計､分析天平等。

　　1.2 沸石負載高錳酸鉀試劑制備

　　稱取一定量的的天然沸石顆粒，按1∶30固液比浸泡于一定濃度的高錳酸鉀溶液數(shù)小時，經(jīng)過濾､烘干，獲得負載高錳酸鉀的沸石顆粒(下稱復合沸石)備用。

　　1.3 實驗方法

　　本研究目的是針對水廠氨氮超標的提供應急備選技術(shù)，且考慮針對城市污水處理廠出水的回用可能。微污染地表水中的氨氮多不超過10mg/L，城市污水二級生物處理后氨氮一般不超過20mg/L[16]，故模擬水氨氮濃度在2~20mg/L。氨氮的測定采用納氏試劑光度法。用自來水配置1000mg/L氨氮儲備液，稀釋為若干濃度梯度使用液。

　　1.3.1 吸附等溫線的檢測

　　取2組250mL錐形瓶，一組分別加入0.3g天然沸石，另一組分別加入0.3g復合沸石，加入50mL濃度為2､4､6､8､10､15和20mg/L的模擬含氨氮微污染水，放在水浴恒溫振蕩器中，在25℃條件下中速振蕩24h，以達到吸附平衡，過濾后按納氏試劑光度法測定吸附后溶液的平衡濃度。

　　平衡吸附量計算式:

　　式中:qe為吸附容量，mg/g;Ce為平衡濃度，mg/L;m為沸石投加量，g。

　　1.3.2 復合沸石吸附氨氮動力學研究

　　考慮微污染水源水氨氮濃度多在1~10mg/L[16]，因此，動力學研究著重考察了復合沸石對濃度為10mg/L的氨氮溶液的動力效應。配制10mg/L的氨氮使用液，取1000mL使用液于1000mL大燒杯中，加入2g復合沸石;快速磁力攪拌，實驗開始后5､10､15､20､25､30､40､60､120､180､240､300､360､480和560min各取一試樣，按納氏試劑光度法測定吸附后氨氮溶液的濃度。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　1.3.3 pH值對復合沸石吸附效能的影響

　　分別取初始濃度為10mg/L的氨氮溶液50mL于9個加有0.3g沸石的250mL錐形瓶中，用NaOH和HCl溶液調(diào)節(jié)pH，反應液初始pH分別為2､4､6､6.5､7､7.5､8､10和12，然后置于25℃恒溫水浴振蕩器，中速振蕩40min，測定氨氮溶液濃度變化。