植物多酚吸持-硫酸铁沉淀法去除水中氨氮的效果及影响因素研究

作     者：余雅琳 杨德坤 高菲 李琦 孙露露 梁剑茹 周立祥 YU Yalin;YANG Dekun;GAO Fei;LI Qi;SUN Lulu;LIANG Jianru;ZHOU Lixiang

作者机构：南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 

出 版 物：《南京农业大学学报》 (Journal of Nanjing Agricultural University)

年 卷 期：2018年第41卷第1期

页      面：113-119页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21477054) 

主　　题：植物多酚 硫酸铁 氨氮 吸持 沉淀 去除 

摘      要：[目的]吸附法去除水中氨氮通常是采用固体吸附剂吸附后采用固液分离法去除。本文采用具有一定可溶性的天然高分子物质与水中氨氮结合,形成可溶的结合物,然后采用沉淀剂一步沉淀去除的新方法,探索其影响因素。[方法]以天然植物多酚类物质Y(以下简称植物多酚Y)为吸持剂,以硫酸铁为沉淀剂,研究了模拟的氨氮废水的p H值、初始氨氮浓度、温度、植物多酚投加量和共存阳离子等因素对吸持沉淀法去除氨氮的影响。[结果]在含单一氨氮的模拟废水中植物多酚Y对氨氮吸持量在本试验条件下可高达到31.9 mg·g^(-1),模拟计算最大吸持量可达到46.5 mg·g^(-1)。仅25 mg·L^(-1)的共存阳离子K^+、Na^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)的存在对植物多酚Y络合氨氮就有明显竞争作用,导致氨氮吸持量减少约15%~32%,当共存阳离子浓度提高到250 mg·L^(-1)时,其中Ca^(2+)可使植物多酚Y对氨氮吸持量降低54%。影响程度从大到小依次为Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^+、Na^+。等质量浓度Ca^(2+)的影响程度分别是Mg^(2+)、K^+、和Na^+的1.4、1.7和2.1倍。Freundlich方程(R^2=0.983 4)能很好地描述氨氮在植物多酚上的络合行为;吉布斯自由能变化(ΔG)、焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的计算结果表明:植物多酚对氨氮的络合是自发的放热过程。[结论]天然植物多酚物质对氨氮具有较大吸持量,形成分散均匀且稳定的胶体体系,易于被少量的金属盐脱稳而沉淀,这使其作为一种新方法用于含氨氮废水的快速处理成为可能,但共存阳离子对其吸持有明显抑制作用。