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沸石具有不飽和性，在水中主要吸附部分陽離子以達平衡。
沸石去除氨氮的原理為：
①兩種形式的氨氮自溶液本體向沸石表面遷移，部分分子態(tài)的氨氮在顆粒外表面動態(tài)吸附平衡；
②顆粒外表面流體界面膜內(nèi)的傳質(zhì)；
③顆粒內(nèi)的擴散和分子態(tài)的氨氮在孔隙內(nèi)的動態(tài)吸附平衡；
④離子態(tài)的氨氮在孔隙表面上的動態(tài)離子交換過程平衡；
⑤交換后的離子向溶液本體擴散。
水中氨氮的去除方法
廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機氮轉(zhuǎn)化為氨，然后可進一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。
水中氨氮的去除方法有多種，但目前常見的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點氯化等。
沸石選擇性交換吸附
沸石是一種硅鋁酸鹽，其化學組成可表示為(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子，M+代表Na+、K+等一價陽離子，為一種弱酸型陽離子交換劑。
在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，使其具有篩分效應(yīng)，交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。天然沸石的種類很多，用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。
斜發(fā)沸石對某些陽離子的交換選擇性次序為：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜發(fā)沸石對NH4+的強選擇性，可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用。
溶液pH值對沸石除氨影響很大。當pH過高，NH4+向NH3轉(zhuǎn)化，交換吸附作用減弱；當pH過低，H+的競爭吸附作用增強，不利于NH4+的去除。通常，進水pH值以6～8為宜。當處理合氨氮10～20mg/L的城市進水時，出水濃度可達lmg/L以下。穿透時通水容積約100～150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3～5%。研究表明，石灰再生液中加入0.1mol的NaCl，可提高再生效率。針對石灰再生的結(jié)垢問題，亦有采用2％的氯化鈉溶液作再生液的，此時再生液用量較大。再生時排出的高濃度合氨廢液需要進行處理，其處理方法有：(1)空氣吹脫吹脫的NH3或者排空，或者由量H2S04吸收作肥料；(2)蒸氣吹脫冷凝液為1%的氨溶液，可用作肥料；(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
