沸石的吸附性能和耐酸性

吸附性能

沸石分子篩具有較大的比表面積（500-1000m2/g），能產(chǎn)生較大的擴(kuò)散力，是一種優(yōu)良的吸附劑。沸石晶格中存在許多大小均勻的孔洞和孔道。這些孔通過開放的通道相互連接，并與外界交流?？椎荔w積占沸石晶體體積的50%以上，并含有大量的游離沸石水。沸石水的量隨環(huán)境的溫度和濕度而變化。在一定的物理化學(xué)條件下，分子篩中的孔道具有準(zhǔn)確而固定的直徑（約3～11μm）。不同的沸石有不同的直徑。小于這個(gè)直徑的物質(zhì)可以被它們吸收，而大于這個(gè)直徑的物質(zhì)則被排除在外。這種現(xiàn)象被稱為“分子篩”相互作用。但并不是所有的沸石都能起到分子篩的作用。有些沸石的孔徑太小，無法篩分分子。沸石不僅具有吸附水的能力，還可以吸附氧化鈣、二氧化流、氟化物、氮、銨、甲淳和放涉性物質(zhì)。以浙江縉云絲光沸石為例，氧化鈣的吸附量為150.01mg/g，銨吸附量為177.47mmol/100g，so2120mg/g，氮吸附量為12.93~17.11mg/g，甲淳為55.4mg/g。

耐酸性

沸石具有良好的耐酸性。以山東斜發(fā)沸石和絲光沸石為例，在100℃下用不同濃度的鹽酸處理2小時(shí)。結(jié)果表明，二者均具有較強(qiáng)的耐酸性。斜發(fā)沸石和絲光沸石經(jīng)4N鹽酸和10mol/L鹽酸處理后，晶體結(jié)構(gòu)無損傷。

此外，沸石還具有化學(xué)反應(yīng)性、遠(yuǎn)紅外輻射、可逆脫水等工藝性能。

沸石濾料的使用與分析

采用沸石作為曝氣生物濾池濾料，可有效去除COD、氨氮和濁度。試驗(yàn)條件下的蕞佳水力負(fù)荷為2.2m/h（水力停留時(shí)間為1.4h）。此時(shí)COD、氨氮和濁度的去除率分別為73.9%、88.4%和96.2%，相應(yīng)的平均出水濃度分別為43.4mg/l、3.5mg/l和3.7mg/l NTU，能滿足國家環(huán)?？偩趾吞旖虼髮W(xué)提出的冷卻水水質(zhì)推薦值中相關(guān)指標(biāo)的要求。

采用沸石和砂濾料作為曝氣生物濾池（BAF）濾料處理紡織廢水。細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果表明，沸石濾池中硝化單胞菌和硝化細(xì)菌的數(shù)量分別為3.0×108cfu/ml和2.2×109cfu/ml，砂濾器上硝化菌數(shù)分別為4.5×108和6.5×108cfu/ml，沸石濾料更適合微生物硝化。另外，從有機(jī)物和TkN的去除效果來看，沸石作為濾料的曝氣生物濾池效果優(yōu)于砂濾料。以沸石為濾料的曝氣生物濾池可去除紡織廢水中86%～92%的cod、99%的BOD和77%～79%的色度。原因是天然沸石濾料比表面積大于砂濾料，適合微生物附著。沸石濾料離子交換能力強(qiáng)，能吸附水中的NH4 。適宜環(huán)境的硝化細(xì)菌的生長能轉(zhuǎn)化NH4 ，即肖酸鹽。

可根據(jù)需要制作粒徑，流型好，過濾周期長，反洗容易，截污能力強(qiáng)。

天然沸石的工業(yè)加工方法

天然沸石的工業(yè)加工方法

天然沸石工業(yè)加工過程中，按照一定的粒徑標(biāo)準(zhǔn)將天然沸石原礦粉碎，然后將其放置到鹽酸亦或者是硫酸的溶液中浸漬適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，在其充分的中和反應(yīng)之中再把該礦體以水作為介質(zhì)進(jìn)行煮沸的加工，在煮沸達(dá)到滿意的效果之后再將該礦樣進(jìn)行干燥以及焙燒的處理，如此一來，在這一系列的處理程序之后，天然沸石的離子吸附能力以及交換能力均得到質(zhì)的提升。

在處理過程中，需要對(duì)天然的原礦進(jìn)行粉碎，粉碎的標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到5～80目的范圍,因?yàn)樘幚淼牧皆诔^5目時(shí)對(duì)其進(jìn)行浸漬的處理時(shí)并不能很好的浸透到晶體的內(nèi)部之中，也不能清除孔道結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和可溶性物質(zhì)，會(huì)對(duì)后期離子交換性能產(chǎn)生影響。如果粒徑小于80目，使用過程中不能滿足要求，顆粒過小易被吹散，成品率和經(jīng)濟(jì)效益較低。處理過程中應(yīng)用的酸濃度一般控制在4%～10%內(nèi)，浸漬時(shí)間在10h～20h內(nèi)，有效去除可溶性物質(zhì)和雜質(zhì)。經(jīng)上述方法處理過的沸石，需要再經(jīng)過干燥和焙燒步驟，避免殘留在孔道內(nèi)的水分破壞到晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿绱藭?huì)對(duì)礦樣原本的吸附能力產(chǎn)生不可控的影響，焙燒溫度控制在250℃～500℃

采用天然沸石顆粒處理模擬氨氮廢水，對(duì)比研究了常溫和中高溫下沸石吸附效果的差異，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(duì)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(duì)廢水進(jìn)行加水稀釋冷卻或熱交換器降溫處理，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，且同時(shí)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。