沸石的催化性能和熱穩(wěn)定性

催化性能

由于沸石具有較大的吸附表面，能容納相當(dāng)數(shù)量的吸附物質(zhì)，因而能促進(jìn)其表面的化學(xué)反應(yīng)，因此沸石也被用作一種有效的催化劑和催化劑載體。另外，沸石分子篩具有鋁硅酸鹽晶格電荷和平衡離子電荷，在晶格上具有局部高電場和酸性中心，因此可以用來加速碳離子型的反應(yīng)。此外，它還可以交換具有催化活性的金屬（如Pt、PA等），從而獲得蕞大的分散性，保持較高的活性，減少貴精屬的含量。

熱穩(wěn)定性

沸石的熱穩(wěn)定性與沸石中陽離子的類型、沸石的硅鋁比和沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。在熱穩(wěn)定性方面，絲光沸石優(yōu)于斜發(fā)沸石和方沸石，鉀鈉型沸石優(yōu)于鈣型或鉀鈣型斜發(fā)沸石（我國斜發(fā)沸石屬于后者），高硅沸石優(yōu)于低硅沸石（中國沸石屬于高硅沸石）。我國沸石的熱穩(wěn)定性因地而異。斜發(fā)沸石在650℃下連續(xù)加熱12h，其原有結(jié)構(gòu)大部分保持不變，但當(dāng)加熱到800℃時(shí)，結(jié)構(gòu)完全破壞。然而，當(dāng)河北圍場斜發(fā)沸石加熱到350-450℃時(shí)，沸石的晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，而河北赤城獨(dú)石口斜發(fā)沸石加熱到600-700℃（持續(xù)2小時(shí)）時(shí)，沸石的晶體結(jié)構(gòu)被完全破壞。

研究發(fā)展沸石濾料對(duì)曝氣生物濾池的意義

曝氣生物濾池是上世紀(jì)80年代末興起的一種新型生物膜法污水處理工藝。其核心是：在濾池生物反應(yīng)器內(nèi)裝填提供微生物膜生長的高比表面積顆粒濾料載體，污水中的有機(jī)物與濾料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到降解。沸石濾料作為曝氣生物濾池的核心部分直接影響該工藝的運(yùn)行和處理效果。

傳統(tǒng)沸石濾料主要有：

1、石英砂、火山巖等無機(jī)濾料、其比表面積低，掛膜少；

2、玻璃鋼、聚丙乙烯等有機(jī)濾料，其比表面光滑，生物膜附著力差，易老化、且價(jià)格昂貴。

沸石濾料是以硅鋁質(zhì)原料為成陶組分，添加適量粘結(jié)劑和外加劑，經(jīng)配了混合、造粒成球、焙燒而成，按原料組成可分為：黏土沸石濾料、頁巖沸石濾料、粉煤灰沸石濾料和污泥沸石濾料等；按制備工藝可分為，燒結(jié)沸石濾料和免燒套濾料。相比于傳統(tǒng)濾料，沸石濾料具有多微孔、比表面積高、掛膜性能好和截污能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且原材料價(jià)廉易得。因此研究發(fā)展*價(jià)廉的沸石濾料對(duì)于曝氣生物濾池污水處理工藝的推廣與應(yīng)用具有重要意義。

用沸石作為BAF濾料可以有效地去除COD、氨氮和濁度、試驗(yàn)條件的水力負(fù)荷為2.2m/h（水力停留時(shí)間為1.4h）、此時(shí)對(duì)COD、氨氮和濁度的去除率分別為73.9%、88.4%和96.2%、相應(yīng)的出水平均濃度分別為43.4mg/L、3.5mg/L和3.7NTU、可以達(dá)到國家環(huán)保總局、天津大學(xué)提出的冷卻回用水水質(zhì)建議值（III）中相關(guān)指標(biāo)的要求。

填料人工濕地的“核心”——沸石

填料人工濕地的“核心”——沸石

人工濕地系統(tǒng)在控制運(yùn)行過程中，會(huì)將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用基質(zhì)填料、土壤等物質(zhì)的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用。

作為人工濕地重要構(gòu)成的基質(zhì)填料，沸石在人工濕地水質(zhì)凈化過程中發(fā)揮著不可替代的作用。其為植物和微生物提供生長介質(zhì)的同時(shí)，還能夠通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物。沸石填料的種類、級(jí)配等會(huì)直接影響沉淀、過濾和吸附效果。在人工濕地污水處理中，氨氮是一類重要的污水去除指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境部出臺(tái)的《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范（HJ 2005-2010）》中也提出了相應(yīng)凈化水質(zhì)要求。

對(duì)此，如何選擇填料的類型，是確保人工濕地污染物去除功能和長效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。早期人工濕地常采用的填料基質(zhì)，包括天然土壤、壤質(zhì)砂土和砂質(zhì)壤土等，其很難達(dá)到理想的重金屬與有機(jī)污染物去除效果；另外，在長時(shí)間運(yùn)行后濕地系統(tǒng)易發(fā)生堵塞情況。在此背景下，人們開始深入研究與選擇更優(yōu)的沸石填料，以強(qiáng)化人工濕地對(duì)污染物的去除能力。