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沸石应用在水处理中的作用

发布时间:2020-06-05     浏览次数:778

随着我国国民经济的迅速增长和城市人口的膨胀, 生活污水和工业废水大量排放, 水污染现象变得越来越严重。如何在水处理中有效地运用新型环境友好材料成为环境保护领域的重要研究课题。沸石由于具有较好的吸附性、离子交换性、催化性、耐酸性和热稳定性,在水处理中能够有效地去除水中的氨氮、有机污染物、重金属离子、氟、磷和含氧酸阴离子,并且在使用和处理过程中不会对环境造成二次污染,是一种环境友好水处理材料。

一、污水中氨氮元素的去除

随着工农业生产的迅猛发展,大量工业废水、生活污水和农用化肥等进入河流、湖泊等水体,使这些水域中氨氮的含量增高)过量氮和磷的化合物能使藻类大量繁殖,溶解氧锐减,水质严重退化)长期以来,城市污水二级处理法主要以去除23455为目标,对氨态氮等无机营养物质的去除效果不佳)因此,有效控制和降低污水中氨氮的含量,已成为现代污水处理技术的一项新课题)而如何采用价廉、实用的除氨技术又是当前的研究重点之一)污水中的氮主要以有机氮化物和氨氮形式存在)传统的活性污泥法能将有机氮化物转化为氨氮,却不能有效去除之,常用的一些去除氨氮的方法如气提法、阴离子交换树脂法、生化法都因设备复杂、成本高、除氨效果不理想难以有效解决这个问题)由于沸石对氨氮较高的选择性,可被应用于这一领域。



二、沸石去除氨氮机理

    沸石是一种呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物的总称。在沸石构架中,阴离子晶格上的负电与平衡阳离子的正电电荷中心在空间上是不重叠的) 。因此,分子间具有巨大的静电吸引力;沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道,空穴通过开口的通道彼此相连,这就使沸石的比表面积极大,具有良好吸附性能)。沸石构架上的平衡阳离子和水分子与格架结合的不紧密,极易与周围水溶液里的阳离子发生交换作用,交换后的沸石结构不被破坏,这就使沸石具有阳离子交换特性)

利用沸石的吸附与离子交换作用可以除氨, 其去除水中氨氮以及再生过程的机理可用如下反应式表示:

三、沸石在水处理中应用的效果

沸石对水中氨氮有良好的去除效果,是一种优良除氨新材料,其吸附交换容量较大,远比活性炭、石英砂除氨效果好。



另外,沸石滤料的装填高度、滤速、粒径、原水水质和沸石的质量对其水处理效果有较大的影响。滤料的装填高度越大,氨的去除率越高;降低滤柱滤速,可以提高除氨效果;沸石的粒径在0.8-1.7mm范围内,具有更好的除氨性能; 当原水中钙镁离子含量较高时,会降低活化沸石的除氨效果;滤柱运行一段时间后需定期进行反冲洗和再生。