Removal of nitrates and ammonium ions from water using natural sorbent zeolite (clinoptilolite)

Abstract

Experimental results show that shallow-well water (with nitrate concentration of 74–288 mg/l), after one-hour mixing with 5 g of 0.315 mm particle-sized zeolite and after 30 min. sedimentation, nitrate concentration stayed the same without any reduction. The same shallow-well water (with 1–10 mg/l ammonium ion concentration) mixed with 5 g of 0.315– 0.63 mm particle-sized zeolite showed ammonium ion removal efficiency of 72–86 %. For ammonium ion removal from tap water and NH4Cl solution (primary concentration was 15 mg/l) under dynamic conditions, filtering through 400 mm high, 0.315–0.63 mm particle-sized zeolite filter medium, when filtration rate was 5 mg/l, NH4 + removal efficiency was 95–99.9 %. Ammonium ion removal from shallow-well water and NH4Cl solution (primary concentration was 10 mg/l) under dynamic conditions, filtered through 95 mm high, 0.315–0.63 mm particle-sized zeolite filter medium, when filtration rate was 3 mg/l, NH4 + removal in filtered water samples decreased with exponential dependency. The obtained results show that zeolite particles are not suitable for nitrate sorption from water solutions, but 0.315–0.63 mm particle-sized zeolite can be a very useful sorbent for NH4 + removal from water because of the above mentioned reasons, therefore, further investigations are needed in this area.

Eksperimentų rezultatai parodė, kad maišant šachtinio šulinio vandenį (kuriame nitratų koncentracijos buvo 74–288 mg/l) vieną valandą su 5 g 0,315 mm grūdelių stambumo ceolito frakcija, po 30 min tirpalams nusistovėjus, nustatyta, kad nitratų koncentracija juose nesumažėjo. Tokiu pat būdu maišant šachtinio šulinio vandenį (kuriame amonio jonų koncentracijos buvo 1–10 mg/l) su 5 g 0,315–0,63 mm grūdelių stambumo ceolito frakcija, nustatyta, kad amonio jonų šalinimo efektyvumas mėginiuose siekė 72–86 %. Šalinant amonio jonus iš vandentiekio vandens ir NH4Cl tirpalo (pradinė koncentracija 15 mg/l) dinaminiu būdu, filtruojant per 400 mm aukščio 0,315–0,63 mm stambumo ceolito grūdelių užpildą 5 m/h greičiu, NH4+ šalinimo efektyvumas siekė 95– 99,9 %. Šalinant amonio jonus iš šachtinio šulinio vandens ir NH4Cl tirpalo (pradinė koncentracija 10 mg/l) dinaminiu būdu, filtruojant per 95 mm aukščio 0,315–0,63 mm stambumo ceolito grūdelių užpildą 3 m/h greičiu, NH+4 koncentracija filtrato mėginiuose mažėjo pagal eksponentinę priklausomybę. Gauti rezultatai parodė, kad ceolito grūdeliai netinka nitratų sorbcijai iš vandeninių tirpalų, bet 0,315–0,63 mm stambumo ceolito grūdelių frakcija galėtų būti ypač tinkamas sorbentas NH+4 šalinti iš vandens, todėl būtų tikslinga atlikti daugiau tyrimų šioje srityje.