斜發(fā)沸石在廢水處理中的應(yīng)用研究目前,水污染日趨---,污水處理及水資源保護(hù)問(wèn)題已受到-的普遍重視。我國(guó)也高度重視水污染---工作,在“---”規(guī)劃---主要污染物排放總量減少列為約束性指標(biāo)。尋找、成本適宜的廢水處理材料已成為水污染---研究工作中的-問(wèn)題之一。因此,具有特殊的骨架結(jié)構(gòu)的天然斜發(fā)沸石,作為一種非金屬礦物資源受到-越來(lái)越廣泛的關(guān)注,并以其優(yōu)異的吸附性和選擇離子交換性被廣泛應(yīng)用于對(duì)各種廢水的處理,取得了明顯的-。含氨氮廢水若未經(jīng)處理便直接排入天然水體,將造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。以斜發(fā)沸石作為交換劑去除水中氨氮的選擇性離子交換法因其具有原料廉價(jià)、選擇性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)而倍受關(guān)注。在理論研究的基礎(chǔ)上,國(guó)內(nèi)研究者已進(jìn)行了部分卓有-的實(shí)際工作。清華大學(xué)田文華等利用自行研制的沸石濾料曝氣生物濾池(zbaf)裝置處理校園生活污水的中試結(jié)果表明,zbaf可以有效地去除氨氮。研究還表明,該裝置也可以有效去除cod和濁度。袁俊生等研究了斜發(fā)沸石法去除工業(yè)廢水中氨氮的方法。循環(huán)試驗(yàn)顯示,利用經(jīng)20%nacl溶液改性的斜發(fā)沸石處理氨氮廢水,處理后廢水中氨氮濃度由246mg/l降到21.3mg/l,氨氮去除率達(dá)91.3%。但是,我國(guó)利用斜發(fā)沸石處理氨氮廢水的過(guò)程實(shí)例卻很少。相反,在國(guó)外不僅已建成很多利用斜發(fā)沸石處理含氨氮廢水的污水處理廠(chǎng),而且也有不---斜發(fā)沸石應(yīng)用于氨氮廢水-處理的實(shí)例。另一方面,天然沸石-是斜發(fā)沸石是去除水體中pb(ⅱ)、hg(ⅱ)、cd(ⅱ)、cr(ⅲ)等重金屬離子的一類(lèi)新興廉價(jià)、-異的離子交換劑。經(jīng)預(yù)處理和改性后,其吸附交換性能可-提高,且能同時(shí)去除多種重金屬離子,對(duì)含有多種重金屬離子的工業(yè)廢水具有綜合治理的功能。
沸石對(duì)生活污水氨氮處理的優(yōu)勢(shì)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象是指由于受到工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面人類(lèi)活動(dòng)的影響,大量氮、磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被排入湖泊、河塘等水體中,導(dǎo)致藻類(lèi)和其他浮游生物迅速繁殖,水中溶解氧大幅度下降,水質(zhì)惡化,引起魚(yú)類(lèi)及其他水生生物大量的現(xiàn)象。自然條件下水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也會(huì)逐漸積累,但整個(gè)過(guò)程十分緩慢,而人類(lèi)的活動(dòng)可加速這一現(xiàn)象的發(fā)生。在江河湖泊中發(fā)生的水體富營(yíng)養(yǎng)化被稱(chēng)作“水華”,在海洋中則被稱(chēng)為“赤潮”。氮是組成自然界的主要元素之一,氮?dú)馐瞧涞拇嬖谛问健T谧匀粭l件下,氮?dú)夥肿涌梢赞D(zhuǎn)化成多種含氮的化合物。自然界中的氮源可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是以---酸、蛋白質(zhì)、---、多肽等為主的有機(jī)氮,主要存在于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中使用的有機(jī)肥、牲畜糞便、植物秸稈以及食品加工、印染等工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的廢水中;另一類(lèi)是以氨氮、和鹽為主的無(wú)機(jī)氮,主要來(lái)源于有機(jī)氮的分解、轉(zhuǎn)化。氨氮對(duì)人類(lèi)活動(dòng)有一定的危害,具體在于:氮元素是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素之一。當(dāng)氨氮廢水進(jìn)入水體超過(guò)一定濃度時(shí),會(huì)引起水中藻類(lèi)和浮游生物大量繁殖,消耗水中的溶解氧,使魚(yú)類(lèi)和其他水生生物因?yàn)槿毖醵罅俊S捎诜惺械目籽ê涂椎辣凰肿犹畛洌?dāng)沸石架構(gòu)中的水被去除后,形成內(nèi)表面積很大的孔穴,產(chǎn)生較大的擴(kuò)散力,飼料沸石粉,可吸附并儲(chǔ)存大量的分子,虎門(mén)沸石粉,其吸附量遠(yuǎn)-過(guò)其他物質(zhì),故可用作性能-的吸附劑。沸石晶格內(nèi)部的孔穴和孔道體積占沸石晶體總體積的50%以上,且尺寸固定,形狀規(guī)則,孔穴之間通過(guò)開(kāi)口的通道彼此相連,并與外界溝通,其填充的水分子含量隨外界的溫度和濕度的變化而變化。離子交換性能是沸石的另一個(gè)重要的特性。沸石的孔穴中k+、na+、ca2+等陽(yáng)離子及水分子與架構(gòu)結(jié)合不緊密,極易與周?chē)芤褐械年?yáng)離子發(fā)生交換作用,交換后的沸石晶格結(jié)構(gòu)也不被破壞。沸石的離子交換表現(xiàn)出明顯的選擇性,其主要與沸石孔穴大小、---比的高低以及陽(yáng)離子的性質(zhì)有關(guān)。
沸石在土壤改良領(lǐng)域的應(yīng)用沸石是沸石族礦物的總稱(chēng),工業(yè)上常將其作為分子篩。在1956年,瑞典礦物學(xué)家克朗斯提在玄武巖中發(fā)現(xiàn),因其在加熱至熔融時(shí),伴有沸騰的現(xiàn)象而得名。沸石來(lái)源廣泛且---無(wú)害,通常具有優(yōu)良的離子交換能力和吸附能力,作為環(huán)境友好型的土壤改良劑逐步引起了人們的廣泛重視,充分利用中國(guó)各地豐富的天然沸石資源進(jìn)行土壤改良,這對(duì)于土壤和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。沸石的晶體結(jié)構(gòu)是由---氧四面體連成的三維格架,格架中有各種大小不同的空穴和通道,其中分布著堿或堿金屬離子及水分子,這些陽(yáng)離子和水分子與陰離子骨架間的結(jié)合力較弱,可以輕易地被置換掉,因而具有很大的可交換性。不同的離子交換對(duì)沸石結(jié)構(gòu)影響很小,但會(huì)使沸石的性質(zhì)發(fā)生變化。正是由于沸石具有-的吸附性、催化性、離子交換性,離子的選擇性、耐酸性、熱穩(wěn)定性、多成分性及-的生物活性和抗毒性等性質(zhì),沸石粉價(jià)格,其被廣泛應(yīng)用于畜禽飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、化工和土壤添加劑等領(lǐng)域。朱建華等在研究沸石在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用前景時(shí)-,沸石分子篩因具有擇型性、可調(diào)性和安全性等特性被-為是一種具有-潛在應(yīng)用前景的“環(huán)境新材料”。農(nóng)業(yè)上沸石可作為吸附土壤中鹽基離子和重金屬離子的-載體,大小不同的孔隙使沸石具有-的選擇性陽(yáng)離子交換量,并含有ca、mg、na、k、fe、cu、cr等20余種植物生長(zhǎng)所需的常量和微量元素,所以沸石也常常被用作土壤或無(wú)土栽培基質(zhì)的添加劑,提供作物和花卉生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。此外,沸石和改性沸石也被作為吸附劑和中和劑用于土壤治理和土壤改良,達(dá)到吸附重金屬、消除的作用,其應(yīng)用前景廣闊。