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沸石的前景展望

沸石由于具有吸附性、離子交換性、催化性、耐酸性和熱穩(wěn)定性，同時具有較大的比表面積， 能夠有效地去除有機(jī)物、氨氮、重金屬離子、氟和磷， 并且在使用和處理過程中不會對環(huán)境造成二次污染，是一種環(huán)境友好材料，因此在水處理中具有較好的應(yīng)用前景，特別是把沸石作為生物濾料，能夠把天然沸石的吸附性、離子交換性能與濾池的過濾、吸附和生物代謝功能有機(jī)結(jié)合起來，更好地去除污水中的NH3N、有機(jī)物、SS和色度等。我國沸石儲量豐富，分布廣泛，人工沸石多少錢，且沸石價格合理，每噸生料僅數(shù)百元，為活性炭市價的20%。 因此把沸石應(yīng)用到水處理中，具有很大的潛力。

采用天然沸石顆粒處理模擬氨氮廢水，對比研究了常溫和中高溫下沸石吸附效果的差異，人工沸石批發(fā)，探討了高溫下吸附過程的熱力學(xué)，并優(yōu)化了高溫下沸石吸附氨氮廢水的操作工藝。究結(jié)果表明:天然沸石適合處理高溫氨氮廢水。

背景闡述

氨氮是指水中以游離氨(NH3)和銨根離子(NH4+)形式存在的氮。水體中的氨氮可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化，是主要的耗氧污染物，因此對含氨氮的廢水，特別是工業(yè)氨氮廢水必須經(jīng)處理后才能排放。工業(yè)氨氮廢水，如工業(yè)循環(huán)冷卻用水、焦化廠廢水、食品加工廠廢水及制藥工廠廢水等的共性是溫度較高，都超過了45℃。但目前的廢水處理方法，包括生物硝化/反硝化、樹脂離子交換和化學(xué)沉淀等均不適合直接處理高溫氨氮廢水，需要預(yù)先對廢水進(jìn)行加水稀釋冷卻或熱交換器降溫處理，人工沸石生產(chǎn)廠家，增加了處理工藝流程，加大了廢水處理的成本。

天然沸石是一種呈結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，在自然界中分布廣泛，其結(jié)構(gòu)中鋁氧四面體結(jié)構(gòu)的電負(fù)性使天然沸石極易吸附銨根離子等陽離子，蕪湖人工沸石，且同時具有耐高溫、耐酸堿等特性，因此在處理高溫氨氮廢水方面有潛在的應(yīng)用前景。

改性沸石去除鉛離子的效果如何？

應(yīng)用已經(jīng)改性的沸石與稀肖酸溶液反應(yīng)，實現(xiàn)離子交換，現(xiàn)以鈉型沸石為例，論述改性沸石與鉛離子的交換過程。

(1)稱取一定量的肖酸鉛置于1000mL燒杯中，之后注入適量蒸餾水?dāng)嚢杈鶆颍┖蠖ㄈ?000mL。

(2)稱取30g鈉型沸石加入燒杯中，將事先準(zhǔn)備好的鉛離子選擇性電極插入其中。

(3)將溶液的pH值控制為3，在20℃環(huán)境條件下連續(xù)攪拌，將攪拌速度控制在150r/min。

(4)每隔相同時間讀取一次鉛離子的濃度，及時做好記錄。

(5)大約90min后停止攪拌，記錄鉛離子此時的濃度數(shù)值。

（6）待沸石顆粒沉降之后處理掉上層的溶液，測其中鈉離子濃度值并進(jìn)行記錄。

 (7)去離子水洗滌沸石3次，再進(jìn)行過濾以及干燥（4h）的處理。試驗重復(fù)兩次，取平均值為蕞終的數(shù)據(jù)。

（8）在20℃恒溫條件下，將溶液的pH值分別控制在5、7、9，將環(huán)境溫度控制在50℃左右，重復(fù)上述試驗。

經(jīng)過改性后的沸石可以大大提高鉛離子的交換能力，可以滿足廢水處理的要求，試驗結(jié)果表明交換鉛離子的交換能力確實得到提高，對工業(yè)生產(chǎn)具有重要的借鑒意義。