天然沸石在水處理中的應(yīng)用|沸石的水處理作用

天然沸石在水處理中的應(yīng)用|沸石的水處理作用

一、天然沸石脫氮

含氮廢水的處理對于防止水體富營養(yǎng)化尤為重要。目前，實現(xiàn)工業(yè)廢水的脫氮方法主要有生化方法、物理化學(xué)方法、沸石吸附方法和離子交換方法等。沸石骨架中存在某些空穴和孔隙，這決定了它們具有吸附和離子交換作用。沸石除去氨氮的機(jī)理是非離子氨的吸附和離子氨的離子交換。通常認(rèn)為非離子氨的吸附是主要的，因為氨是極性分子，并且沸石的表面帶負(fù)電，因此其對氨具有較強(qiáng)吸附作用。

研究了天然沸石對氨氮廢水吸附特性的實驗，結(jié)果表明， 沸石吸附氨氮過程的適pH為7-8；沸石對氨氮吸附容量與比表面積和總孔體積的大小有較大影響并且呈正相關(guān)關(guān)系；沸石的投加量越大，其去除氨氮的效率越高；而沸石對氨氮的吸附容量隨著沸石投加量的改變則與之相反。

二、天然沸石除磷

研究人員通過研究沸石的除磷性能實驗表明，沸石具有吸附劑的功能且能夠除磷，即使 pH 值較廣時，沸石也可有效去除廢水中的磷，當(dāng)沸石投加量、原水磷的濃度、磷的各種存在形態(tài)有所變化時，磷去除率也隨之改變。而部分研究人員研究了天然沸石除磷的影響因素實驗，結(jié)果表明，沸石對磷的去除率隨著沸石用量和接觸時間的增加而增加，達(dá)到峰值后再投加沸石和增加接觸時間，去除率逐漸下降。

三、天然沸石除有機(jī)污染物

由于工業(yè)的迅猛發(fā)展，例如有機(jī)工業(yè)、精細(xì)化工和高分子工業(yè)的迅速發(fā)展，使得水中有機(jī)污染物更加復(fù)雜和繁多。天然沸石能夠去除廢水中的有機(jī)污染物是因為其吸附能力主要由有機(jī)物分子的極性和大小所決定。其中沸石更容易吸附極性分子和較小分子直徑的；此外，如果有機(jī)物分子含有極性基團(tuán)或可極化基團(tuán)， 其可以強(qiáng)烈地吸附在沸石的表面上并因此被去除。通過實驗利用活性炭、沸石來去除飲用水中的有機(jī)污染物，結(jié)果表明，沸石可以代替一些活性炭作為吸附劑，沸石深度處理飲用水的能力部分甚至優(yōu)于活性炭。

沸石對生活污水氨氮處理的優(yōu)勢

沸石對生活污水氨氮處理的優(yōu)勢 選擇沸石去除氨氮主要是利用沸石對陽離子的選擇換吸附能力以及可以再生的特性。沸石的選擇換吸附能力既要依靠表面的色散力，也要依靠內(nèi)部較大的靜電力。由于沸石晶格孔穴中分布有陽離子，部分結(jié)構(gòu)也具有負(fù)電荷，從而形成強(qiáng)大的電場，吸附能力很強(qiáng)，因此對氨氮具有較大的吸附效應(yīng)。此外，沸石還具有強(qiáng)大的離子交換性能。沸石孔穴的直徑為0.6-1.5nm，而銨離子直徑約為0.286nm，這就使得離子態(tài)的氨氮能夠通過沸石中的孔穴和通道到達(dá)沸石表面，與沸石晶格中的Ca2 、Na 等陽離子發(fā)生交換，將其置換下來，使水中的氨氮量減少。為了更好地去除廢水中的氨氮，可以對沸石進(jìn)行改性來提高沸石對氨氮的吸附能力。 另外，通過實驗結(jié)果表明，沸石的粒徑大小對氨氮的吸附效果有顯著的影響。天然沸石的粒徑越小，濾液中氨氮的濃度越低，沸石對污水中氨氮的去除能力越高，其中粒徑1-2mm的天然沸石對氨氮的吸附率變化范圍相比粒徑3-5mm的天然沸石可提高近20%。這是因為其它因素相同的實驗條件下，沸石的粒徑越小，其單位面積的沸石與污水水樣的接觸面積就越分散，比表面積相對越大，水中的分子態(tài)和離子態(tài)氨氮更容易與沸石接觸，吸附交換的速率就越大。而粒徑較大的沸石易達(dá)到動態(tài)吸附平衡，對氨氮的吸附效果相對較差，吸附容量較低，氨氮去除率就越低。 總之，沸石是一種效果穩(wěn)定、綠色環(huán)保的水處理吸附劑，經(jīng)改性后的沸石性能好、處理，適合用于綜合治理污水等工程，具有較強(qiáng)的廢水污染物處理能力，如對生活污水中的磷化物，工業(yè)廢水中的重金屬離子、有機(jī)物等污染物有明顯的去除效果，因此符合我國環(huán)保發(fā)展理念，值得開發(fā)與推廣應(yīng)用。

沸石作為肥料載體在土壤中具有緩釋作用

沸石作為肥料載體在土壤中具有緩釋作用：沸石可將土壤中一時不能被農(nóng)作物吸收的的養(yǎng)分與水份吸附到它的晶體孔腔中而儲存起來，避免了肥料的風(fēng)化、揮發(fā)、淋失與滲透，待農(nóng)作物需要時再緩釋給農(nóng)作物吸收，可以在整個生長季節(jié)到幾個生長季節(jié)為農(nóng)作物供給營養(yǎng)元素，從而延長肥料作用時間，提高肥料利用率，減少化肥與農(nóng)用藥對土壤的污染。