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沸石在水处理中的应用
沸石是一种较为廉价的多孔矿物材料,工业上广泛用作催化剂、吸附剂、离子交换剂和废水处理剂等。
1.去除有机污染物:有机污染物是一类主要污染物,沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机物分子的极性和大小,极性分子较非极性分子更易被沸石滤料吸附,随着分子直径的增大,被吸附进入孔穴的机会逐渐减小。如OH、CO、NH2、C6H5等有机分子,都能被沸石强烈吸附,一些常见的无机污染物,如酚类、苯胺、苯醌、氨基酸等,多有极性,分子直径始终,可被沸石滤料吸附而去除。
2.除氨氮:去除氨氮是利用沸石滤料对阳离子的选择性交换和再生特性。斜发沸石对阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+>K+>NH4+>Pb2+>Ag+>Ba2+>Na+>Sr2+>Ca2+>LI+>Cd2+>Cu2+>Zn2+,在上述各种阳离子共存的溶液中,除Cs+、Rb+、K+外,优先吸附的是NH4+;用斜发沸石滤料进行离子交换,处理后水中氨氮去除率可达到95%以上。
3.降低氟含量:我国高氟水分布广泛,对人体危害甚大,目前降氟方法很多,但均存在一些弊端,活化沸石作为一种新型降氟材料正越来越受到人们的关注。沸石除氟有很多优点:可对含氟量不同的原水有效的除氟,处理后水质澄清、透明,含氟量达到 饮用水标准;并且处理成本低、装置简单、易再生。
4.去除重金属离子:因为沸石具有很大的离子交换能力和软化硬水的功能,所以沸石具有综合治理污染水源的功能,能同时去除水中的Fe3+、Ni2+、Co2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子。
5.作污水滤料。




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沸石联合生物作用处理焦化废水
我们利用沸石对氨氮的强选择性交换,联合生物作用处理焦化废水,取得较好的实验结果。向好氧生物池中投加沸石,新添加的沸石粉和回流污泥中再生后的沸石粉一起对进水中的氨氮进行吸附,随着沸石粉和生活污泥一起进入好氧生物池,使得硝化菌在沸石粉表面将氮离子氧化成为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,这样原先吸附了氮离子的沸石粉得到再生,继续对污水中氮离子进行离子交换吸附,而

沸石粉内部受传至效率影响,溶解氧浓度很低,消化作用产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮被反硝化细菌还原,达到终的氮去除。如工艺是在活性污泥法活SBR工艺的基础上开发,其工艺原理也基本类似。
水样来源:试验中采用的废水为某焦化有限公司排放的实际焦化废水,其COD为680-920mg/L,NH3-N为45-60mg/L。
实验表明,沸石强化活性污泥法处理焦化废水时,5g/L的反应池沸石质量浓度和24h的好氧水力停留时间均是比较理想的控制参数。在此条件下,COD可从进水平均788mg/L降为305mg/L,氨氮可从进水平均48.1mg/L降为6.7mg/L,沸石强化SBR工艺处理焦化废水时,缺氧搅拌之后曝气24h为较理想的控制时间。在此条件下,COD可从进水平均质量浓度796mg/L降为平均221mg/L,氨氮可从进水平均质量浓度41.2mg/L降为13mg/L。沸石强化厌氧缺氧好氧工艺处理焦化废水时,COD可从进水平均质量浓度816.7mg/L降为平均189.2mg/L,氨氮可从进水平均45.45mg/L降为12.22mg/L。




沸石在水产养殖上的应用前景
目前,世界上沸石饲料添加剂已趋向商品化生产,美、日、俄等 每年都有上万吨沸石饲料添加剂投入商品市场。我国在畜禽养殖业中已较广泛应用,对促进畜禽生长发育,提高生产性能,已取得显著的经济效益。如在猪饲料中添加50g沸石粉,日增重能提高5%~16%,料肉比降低0. 24%~0.3%,经济效益可提高5%~ 20%。用沸石粉饲养家禽、牛、羊都可提高生产性能,增加经济效益。
综上所述,沸石在水产养殖方面的特点可概括如下。
①具有强大的吸着力与离子交换能力(160~ 180mg/100g),可调节水质的pH值,能迅速有机腐化物及有害气体。
②能净化水质及清理池底污泥,防止疾病发生。
③撒布在水域中,可以鱼类的泥臭味。
④是一种价廉物美的水质、土壤净化剂和饲料添加剂。

沸石离子交换法脱氨氮
 沸石有特定的阳离子交换顺序,通常斜发沸石的阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+> NH4+ >K+>Na+>Li+>Ba2>Sr3+>Ca2+>Mg2+。常规强酸性树脂的阳离子选择顺序为[7]:Fe3+> Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+ >Li+。在干扰阳离子特别是水中有Ca2+、Mg2+存在时,选择斜发沸石脱铵的效果更好。
3.1原理
 沸石与NH4+的交换过程可用下式表示:X+Z-+NH4+→NH4+Z-+X+,Z表示铝硅酸盐的阴离子格架,X表示交换离子。通常此过程在沸石填充柱中进行[8,9]。柱床耗尽后,一般对其进行再生,也有将廉价的含沸石的粉末直接加入到废料中一起填埋或作为水泥的原料。

 


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