沸石作為一種具有優(yōu)異功能的非金屬礦物材料,其顯著特點(diǎn)是孔隙度高、比表面積大,離子交換性、吸附性、催化性、耐酸性、耐熱性等性能優(yōu)異,因此被廣泛應(yīng)用。沸石可用做催化劑、干燥劑、水質(zhì)軟化劑、吸附劑、離子交換劑等,在工業(yè)上常作分子篩,用來(lái)凈化氣體、石油及廢水處理,海水提鉀、淡化、硬水軟化等。本文對(duì)近兩年來(lái)沸石在水處理應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜合評(píng)述,介紹了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有機(jī)物質(zhì)、重金屬離子、放射性物質(zhì)等方面的應(yīng)用。

沸石及改性沸石在水處理中的應(yīng)用

1、去除水中氨氮

氨氮存在于許多工業(yè)廢水中,使給水消毒和工業(yè)循環(huán)水殺菌處理過(guò)程增大了用氯量;對(duì)銅具有腐蝕性;當(dāng)污水回用時(shí),再生水中氨氮可以促進(jìn)輸水管道和用水設(shè)備中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水設(shè)備,并影響換熱效率。由于沸石構(gòu)架中有一定的空腔和孔道,決定其具有吸附、離子交換作用,因此可以利用沸石去除生活污水以及工業(yè)廢水中的氨氮。

2、去除水中有機(jī)物

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,水中的有機(jī)污染物呈多樣化、復(fù)雜化的特點(diǎn)。對(duì)于多數(shù)有機(jī)污染物的去除.在目前使用最廣的還是生化法,尤其是吸附法。沸石對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力主要取決于有機(jī)物分子的極性和大小,極性分子較非極性分子易被吸附,隨著分子直徑的增大,被吸附進(jìn)入空穴的機(jī)會(huì)就逐漸減少。沸石去除水中溶解狀分子物質(zhì)時(shí),吸附起主要作用,而去除水中離子狀污染物時(shí)離子交換和吸附兩種行為共同作用的結(jié)果,以離子交換為主。

3、去除水中重金屬離子

重金屬?gòu)U水主要來(lái)自礦山坑道排水、廢石場(chǎng)淋濾水、選礦尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水等工業(yè)所排放的廢水。由于重金屬不能被生物降解為無(wú)害物,因而在水體中富集,造成水體污染。沸石已被廣泛應(yīng)用于消除重金屬離子,效果較好。特別是用堿處理過(guò)的沸石,其吸附量可以得到大大提高。

4、去除水中的氟

氟是電負(fù)性最高的元素,是相當(dāng)活潑的非金屬元素,當(dāng)氟離子大量存在時(shí),有毒性作用。對(duì)含氟量為1836mg/L解工序堿性廢水用沸石進(jìn)行除氟試驗(yàn)。對(duì)未改性沸石,試驗(yàn)了沸石用量、廢水初始濃度和振蕩吸附時(shí)間對(duì)氟去除率的影響,發(fā)現(xiàn)未改性沸石氟去除率不高。用AICl3溶液對(duì)其改性后,去除率明顯升高,可達(dá)95%處理后廢水殘氟量可降到10mg/L以下。達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

5、去除水中的磷

限制藻類生產(chǎn)量的物質(zhì)是磷、氮、碳,但作為藻類增殖的限制性物質(zhì),磷是其中最主要的限制性因素嘲。磷對(duì)受納水體的危害表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化;影響水源水質(zhì),增加給水處理成本;對(duì)人和生物產(chǎn)生毒性。在我國(guó),由于水資源短缺和水污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)重,尤其是眾多內(nèi)陸湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)到了嚴(yán)重危害的程度,研究新型的除磷工藝顯得非常重要。用十六烷基三甲基溴化銨(RIOTMA)對(duì)浙江某地天然沸石進(jìn)行改性,結(jié)果表明:HDTMA-沸石的除磷效果顯著高于天然沸石;隨著磷酸鹽溶液濃度的增大,有機(jī)沸石的吸附容量增加,達(dá)到一定量時(shí)趨于平衡。