我國很多地區存在地下水鐵錳污染問題，過量鐵錳進入人體會嚴重危害人體健康，因此尋求一種經濟、高效的除鐵除錳方法顯得尤為迫切。近年來。除鐵技術日趨成熟，如何高效、穩定、經濟地將水中錳去除，及同步除鐵除錳技術成為研究的重點。活化Zeolite filter material過濾就是一種除鐵錳新工藝fl-21。沸石在我國分布廣泛，是一種天然、無毒、無味、對環境沒有影響的礦石，價格低廉，具有吸附、離子交換等性能，非常適合作為水處理材料。NaCI改性可不同程度破壞沸石的表面，使沸石比表面積增加，提高沸石的吸附和離子交換性能，從而去除鐵、錳離子。沸石對鐵錳的吸附受攪拌時間、沸石粒徑、pH值等因素影響，本實驗旨在找出各因素的影響規律，確定最佳吸附的實驗條件。
一、實驗部分
1、原料、試劑及儀器
實驗采用浙江縉云沸石，硅鋁摩爾比為4.25—5.25，比表面積230-320 mZ／g。其主要化學成分(％)為：Si02，69.58；A1203，12.2；Fe203，0.87；CaO，2.59；MgO，0.13；Na20，2.59；K0，2.59；其它，10.91。
實驗配置試劑用水為去離子水，NaCI、FeSO4、MnSO4等試劑均為分析純。由于在地下水中缺少溶解氧，鐵錳主要以溶解態的F礦或M一形式存在，采用硫酸亞鐵(FeSO.)或硫酸錳(MnS04)人工配制含鐵或錳的模擬水，原水pH值為7.1。
主要儀器：AUYl20型電子天平，日本島津；pHSJ-3F型pH計，上海精密科儀有限公司；7200型可見分光光度計，尤尼柯儀器有限公司；202-2AB型電熱恒溫干燥箱，天津市泰斯特有限公司；DJ-6CS型精密六聯電動攪拌器，大地自動化儀器廠。
2、實驗方法
配制質量分數為25％的NaCI溶液，按固液比(g/mL)l：20。在加℃下浸泡沸石24h后，用去離子水反復沖洗沸石，然后放入烘箱中于105℃下烘干，制成NaCI改性沸石。實驗所用沸石均為NaCI改性后沸石。向1000mL燒杯中加入500mL質量濃度為5mg／L的鋏(Fe2+)或錳（Mn2+）水樣，再加入NaCl改性沸石，將燒杯置于攪拌器上，固定轉速200 r／min，設定恒溫25℃，做靜態實驗。每隔一定時間取樣，靜置0.5 h后取上清液測定溶液中鐵、錳含量。在做鐵錳濃度的影響實驗時改變加入鐵錳溶液的濃度，其它實驗均采用鐵錳質量濃度分別為5mg/L。
二、結果與討論
1、攪拌時間
分別向鐵或錳原水中加入2 g粒徑為6—10目的沸石，做靜態實驗，每隔一定時間取樣。
可看出，在0-2.5h之間，隨著攪拌時間的增加，沸石對鐵錳的吸附量明顯增加，2.5 h時沸石對鐵錳的吸附量分別為5.27ug／g、8.54l_tg／g；在2.5～24h之間，沸石對鐵錳的吸附量趨于平緩，這是因為沸石對鐵錳的吸附達到飽和后會出現吸附平衡和離子交換平衡。可見沸石對鐵錳的吸附具有鼉快速吸附，緩慢平篌，的特點。為減少實驗時間，攪拌時間采用2.5 h。沸石吸附鐵或錳時規律相似，鐵或錳的變化曲線是同步的，這在本次研究各實驗中都有呈現，同時沸石對鐵錳的吸附量相差較大，對錳的吸附量明顯高于鐵。湛毅等人對沸石吸附重金屬離子的研究表明Mn2+和Fe2+吸附量相差不大”】。本實驗Mn2+和Fe2+吸附量相差大，可能是攪拌作用下溶液充氧效果好，Fe2+氧化為Fe3+，Fe3+的水合離子半徑較大，使得吸附效率低，降低了沸石對鐵的吸附能力。
2、沸石粒徑
分別向鐵或錳溶液中加入2g不同粒徑范圍內的沸石，攪拌2.5 h，做靜態實驗，取上清液測定溶液中鐵、錳含量。隨著沸石粒徑的增加，沸石對鐵或錳的吸附量減少。沸石粒徑越大，其比表面積越小，沸石的吸附效率降低，其吸附量隨之減少；沸石粒徑過小，反應器中的水頭損失會增加；在反沖洗過程中，容易隨出水外流，造成濾料損失。因此沸石粒徑不宜過小，實驗采用6-10目的沸石作為濾料。
3、pH值
分別向鐵或錳溶液中加入2g6-10目沸石，并調節其pH值分別為2、3、4、5、6、7，攪拌2.5h，做靜態實驗。隨著pH值的增大，沸石吸附鐵錳量增加。在低pH值條件下沸石吸附效率低，因為水中盯的水合離子半徑遠比鐵錳小，盯和鐵錳存在競爭吸附，沸石優先吸附水中的一，從而造成對鐵和錳吸附量減少。實際原水近似中性，實驗時無需調整原水pH值。
4、鐵錳共存對吸附的影響
向燒杯中加入500mL鐵錳質量濃度均為5 mg／L的共存溶液，再加入2g6-10目沸石，做靜態實驗，每隔一定時間取樣，靜置0.5h后取上清液測定溶液中鐵、錳含量。在相同攪拌時間下，鐵錳吸附量均比圖1中低。攪拌時間為2.5 h時，沸石對鐵錳吸附量分別為3.24ug／g、5.21ug/g。鐵錳共存時吸附量比單獨存在時分別下降了38.6％和38.9％。這表明鐵或錳存在競爭吸附。研究了在陽離子共存的條件下沸石對NH3-N的吸附性能，其中以K+的影響最大，可使沸石吸附量降低50％以上。
5、鐵錳質量濃度對吸附的影響
分別向燒杯中加入200mL質量濃度為1、5、10、20、40、80、100、150、200、250、300 mg／L鐵或錳溶液，再加入2g6-10目的沸石，攪拌2.5 h做靜態實驗，取上清液測定溶液中鐵、錳含量。原水中鐵或錳質量濃度較低時，沸石對鐵錳吸附量隨著鐵或錳質量濃度的增加而增大，當鐵或錳質量濃度為250 mg／L時，吸附量最大，原水中鐵或錳質量濃度大于250 mg／L后吸附量反而減少。
對鐵或錳質量濃度為250 mg／L的原水，采用2 g6—10目沸石，攪拌吸附2.5h后，鐵和錳的吸附量分別為46.2ug/g和69.4ug/g。
三、結論
1．Zeolite對鐵錳的吸附具有“快速吸附，緩慢平衡”的特點。澇石對錳的吸附量明顯高于鐵，對鐵或錳吸附出現相似的規律，若溶液中鐵錳共存，存在競爭暖附，會使吸附量下降。
2．對鐵或錳質量濃度為250 mg／L的原水，采用2g6-10目的沸石，攪拌吸附2.5 h后，鐵和錳的吸附量分別為46.2ug/g和69.4ug/g。
