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。
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。
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沸石是分布广泛的多种沉积岩和低级变质的重要造岩矿物,是一种架状结构的碱土金属铝硅酸盐矿物质,内部充满了细的空穴和通道,比蜂房要复杂得多,化学组成也相当复杂,成为当今十分重
要的新兴矿产资源;沸石以独特的吸附、离子交换和催化性能,为沸石的利用开发提供了广阔的前景。
沸石的性能:我厂生产的沸石颗粒为乳白色和砖红色,沸石粉为白色和乳红色;主要性能是机械强度高、吸附能力好、离子交换能力强、催化速度快,活性高、耐酸碱,用途广泛。
沸石的用途:用于水质改善、污水处理、土壤改良、环保绿化、湿地改造、禽畜饲料、建材材料、医药材料、及化工、轻工等方面都广泛应用。
沸石滤料(天然沸石、斜发沸石)
我厂生产的沸石滤料,以优质斜发沸石为原料经选矿、破碎、造粒、筛分、等加工而成,此产品机械强度高、吸附能力好、离子交换能力强,主要用于生活用水和污水处理,对水中的氨氮离子去除效
果非常好,并能有效除去氟离子和磷、铅、铬、亚硝酸盐等元素;对中小型锅炉用水的软化处理,除去水中的重金属离子及钙、镁离子,从而减少锅炉内水垢的生成,减轻水侧金属的腐蚀,延长锅炉
的使用寿命都有一定的效果。失效后的沸石可用浓盐水浸泡、逆流再生后重复使用。另外:沸石滤料在石油化工、环保、建筑、建材,农业、畜牧业等不同行业也广泛使用。
沸石粉可以作为水质改良剂
水产养殖中池塘水质的好坏直接影响养殖对象的生存和生长,如温度、pH值、溶氧、硫化氢(H2S)、铵(NHA )、重金属及有机质的含量等因素发生变化时,将对鱼虾等产生一系列不良影响。为了保持良
好的水质,使鱼虾能够得到正常生长,人们进行了大量研究。研究表明,沸石对水质具有很好的改良作用。沸石粉失去结晶水以后,表面疏松多孔,相当于多孔的海绵体具有很强的吸附性,可以吸附
大量的有毒物质(如NH3, NHA,CO2,H2S等)。利用沸石粉这一特性,定期向养殖水体中泼洒沸石粉,就可以起到去氨增氧的效果;同时可以增加水中量元素的含量,达到优化养殖生态环境,促进水生
动物生长发育的效果。
用量如下:
淡水养殖:正常饲养期间每立方米水体用沸石粉10~25g,与生石灰间隔使用效果更理想;越冬水体封冰前每立方米水体用沸石粉25~35g利于越冬,提高越冬成活率。海水养殖:每立方米水体用沸石粉
75~ 90g。
(1)调节池塘水的pH值为了提高池塘养殖效率和经济效益,鱼虾池大部分采用高密度精养。由于鱼虾池养殖密度过高、饲料投喂量大、溶氧不足或因天气变化等因素使水中有机质大量产生,藻类生长过
快,水色变化大,造成pH值不稳定。使用沸石可迅速吸附水中过多的有机质含量,培养幼藻新生,间接达到稳定池塘水中酸碱度的作用。
(2)吸附水中有害气体、有毒物质和药物随着水产养殖的发展,池塘养殖产量不断提高,为使有限的水体发挥更大的生产能力,就需要保持池塘良好的水质,这就要解决由于饲料和排泄物等有机质腐败
造成的水质污染。沸石能够吸附水中的有机腐化物,以及由于生物代谢产生的各种有害气体,如H2S、NHA、cO2、重金属离子和药物等,减少由于有毒、有害物及药物使用不当造成的鱼虾浮头、泛塘等
危害,提高养殖效益。
(3)改良水色及水质在鱼虾苗下塘前要培养良好的水色,以提高成活率。因沸石含有大量的孔隙,能够将营养物吸附于它大量的孔洞中,直接提供给浮游生物更好的繁殖场所,保持水色稳定和生物含
量。由于沸石具有很强的吸附作用,可将有机质、有害物质吸附于沸石中,沉入池底,使池塘保持良好的水质,为鱼虾提供优良的生长、生存环境。
(4) 沸石改良水质的作用机理沸石具有较大的表面积, 具有良好的吸附性,本身又、廉价、不霉变,酸碱度适中,可调节水的pH值、改良水质及土壤,迅速除去有机物及硫化氢(H2S)、 二氧化碳
(CO2)、 重金属污染及药物,防止鱼病发生。可迅速提供氧气,每千克沸石可提供2100mL氧气,它们均以气泡放出,使水中溶氧保持鱼类生长的需要,防止池底环境恶化。冬天使鱼虾越冬,夏
天防止缺氧、浮头。总之,由于沸石具有特定的结构,可改良水质,为鱼类提供良好的生长环境,促进鱼类生长。