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

沸石及改性沸石在水處理中的應用

1、去除水中氨氮

氨氮存在于許多工業廢水中,使給水消毒和工業循環水殺菌處理過程增大了用氯量;對銅具有腐蝕性;當污水回用時,再生水中氨氮可以促進輸水管道和用水設備中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水設備,并影響換熱效率。由于沸石構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廢水中的氨氮。

2、去除水中有機物

隨著現代工業的迅速發展,水中的有機污染物呈多樣化、復雜化的特點。對于多數有機污染物的去除.在目前使用最廣的還是生化法,尤其是吸附法。沸石對有機污染物的吸附能力主要取決于有機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,被吸附進入空穴的機會就逐漸減少。沸石去除水中溶解狀分子物質時,吸附起主要作用,而去除水中離子狀污染物時離子交換和吸附兩種行為共同作用的結果,以離子交換為主。

3、去除水中重金屬離子

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

4、去除水中的氟

氟是電負性最高的元素,是相當活潑的非金屬元素,當氟離子大量存在時,有毒性作用。對含氟量為1836mg/L解工序堿性廢水用沸石進行除氟試驗。對未改性沸石,試驗了沸石用量、廢水初始濃度和振蕩吸附時間對氟去除率的影響,發現未改性沸石氟去除率不高。用AICl3溶液對其改性后,去除率明顯升高,可達95%處理后廢水殘氟量可降到10mg/L以下。達到國家污水綜合排放標準中的一級標準。

5、去除水中的磷

限制藻類生產量的物質是磷、氮、碳,但作為藻類增殖的限制性物質,磷是其中最主要的限制性因素嘲。磷對受納水體的危害表現在以下幾個方面:造成水體的富營養化;影響水源水質,增加給水處理成本;對人和生物產生毒性。在我國,由于水資源短缺和水污染問題的日趨嚴重,尤其是眾多內陸湖泊的富營養化問題已經到了嚴重危害的程度,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)對浙江某地天然沸石進行改性,結果表明: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,有機沸石的吸附容量增加,達到一定量時趨于平衡。