改性沸石在水处理中的应用
天然沸石改性技术及其在废水处理中的应用
天然沸石改性技术及其在废水处理中的应用在浩繁的水处理技术中，吸附法因具有操作简便，能耗低，去除效果好，选择性高等优势已成为一种理想的废水处理技术。
开发低成本、高效的吸附剂是吸附法的核心。
与其他人工合成的高效吸附剂相比，低成本的天然吸附剂具有更高的经济效益与环保价值。
天然沸石中的丰富孔隙和通道以及表面的负电性使其对阳离子具有很好的吸附本领，而对阴离子几乎没有吸附本领。
这极大地限制了天然沸石在去除水中阴离子污染物的应用。
为此，已开展了很多对天然沸石进行改性的讨论，以期提高对阴离子的亲和力。
表面改性是用于提高天然沸石对阴离子污染物亲和力的有效方式。
天然沸石的表面改性机理不同的改性方法会对沸石的物理化学特性产生不同的影响，例如更改沸石内部孔结构和尺寸，还有亲疏水性和表面官能团等。
物理改性的重要目的是去除沸石表面的一些杂质，加添比表面积。
化学改性的目的为：（1）去除杂质和疏通孔通道，以促进目标物的进入和转移过程，（2）引入新的官能团以更改沸石的表面性质，例如疏水性，从而供给用于去除目标污染物的新结合位点。
复合改性可以通过组合多种改性方式达到协同改性的目的。
为了能够更好的兼顾制备成本与去除效果间的平衡，采纳复合改性的方式提高天然沸石对水中阴离子污染物的吸附本领是一种较好的选择。
中国矿大（北京）张春晖团队对天然沸石及其改性形式的吸附性能和机理进行了全面分析和总结。
结果表明，改性沸石对阴离子污染物具有良好的吸附本领，重要是由于表面改性丰富了沸石的吸附位点和官能团以及疏通了多孔结构。
因此，可以通过调整孔径或在沸石的内外部结构中引入合适的官能团来进一步提高吸附本领。
但沸石在实际废水处理中依旧存在诸多挑战。
例如，天然沸石的孔径通常属于微孔范畴，微孔孔径小于阴离子的半径，这会拦阻它们在沸石内部的迁移和扩散，不利于吸附过程。
且实际废水中的成分多而杂多变，沸石易受共存离子和pH值的影响，造成吸附效果欠佳，甚至结构破坏等问题。
沸石在水处理中的应用
沸石在水处理中的应用沸石是一种具有架状结构的含水多孔性碱或碱土金属硅铝酸盐矿物，其主要结构为硅氧四面体，其中部分si4+被Al3+替代形成铝氧四面体。
硅氧四面体通过氧原子进行连接，形成许多的空穴和孔道，使得沸石具有较大的比表面积和较多的吸附位点；而在铝氧四面体中，铝原子是三价，不能与氧原子产生电荷平衡，导致铝氧四面体带负电，过剩的负电荷能够吸引带正电荷的金属阳离子(碱金属或碱土金属离子)，这些阳离子与铝硅酸盐结合较弱，具有很大的流动性，能够与周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后沸石的结构不被破坏，这种独特的结构决定了沸石具有强的离子交换和吸附性能。
沸石资源分布广泛、储量大，廉价易得，而且可以通过再生重复利用。
沸石结构上的独特性和资源上的分布优势及其可循环利用的特点使其已成为废水处理工艺中常用的水处理剂之一，被广泛应用于废水中氮磷、重金属、有机物等污染物质的去除。
本文就近年来对沸石在水处理中的应用、吸附机理、改性方法以及再生方法的主要研究进展进行了论述，展望了其应用前景，探讨了沸石处理废水时急需解决的问题及进一步研究的方向。
1、去除废水中的氦磷氮磷可使某些藻类恶性繁殖，导致水体富营养化，已影响到人类的生产和生活。
去除氮磷的材料和方法有许多，其中利用沸石的离子交换和吸附特性去除氮磷是目前国内外研究的热点。
沸石对氨氮的去除机理为对非离子氨的吸附作用和对离子氨的离子交换作用。
其原因是氨为极性分子，而沸石表面带负电，因此对氨具有较强的吸附作用。
离子态的氨氮可以通过沸石中的孔道和孔穴，到达沸石表面，与沸石晶格中的阳离子如Ca2+、Mg2+等发生交换，从而使水中的离子态氨氮减少。
天然沸石的选择交换性顺序一般为：Cs+>Rb+>K+>NH4+> Ba2+>S2+r>Na+>Ca2+>Fe3+>A1>Mg>Li>Cd>Cu>Zu。
改性沸石的改性方法及应用
改性沸石的改性方法及应用改性沸石包括范围很广，从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属改性沸石范围。
天然沸石经过改性，可以明显提高其孔隙率及表面活性，提高吸附性能、离子交换性能及交换容量等，从而提高其使用价值。
1、利用离子交换原理改性沸石的离子交换性能在无氧和有氧的情况下进行，适用范围较广，所以这种改性方法应用广泛。
用酸和碱分别改性沸石，从电镜分析中看出，经过改性的沸石表面明显伸展开，表面积增大，酸浸沸石呈木絮状，从而使其吸附能力大大增强。
这说明经离子交换后，可提高其离子交换能力。
研究了去除有盐存在下的废水中的氨氮，用1%NaCl的溶液改性，然后在30℃干燥24h，发现这种改性沸石对氨氮有较高的去除率并能快速达到平衡，溶液中若存在Ca2+，Mg2+则有助于氨氮的去除，若存在K＋则阻止了氨氮的去除。
使用天然沸石处理核废水中的碘化物效果并不明显，但用NH4+，Na+，Pb2+，Ag+，Cd2+，Hg+，Hg2+，Tl+等溶液对沸石进行改性，结果表明其中Ag+，Pb2+，Tl+改性的沸石对I-的吸附较好。
工业废水中的重金属离子对环境污染极大，沸石本身格架结构特征和配位键的不平衡决定了沸石能作为阳离子交换剂使用。
将改性沸石用于处理采油废水中的COD的研究，经不同的活化方法得到的改性沸石对COD 的吸附能力为：盐酸活化的氢型沸石>氢氧化钠活化的钠化沸石>加热活化的沸石>未活化的沸石，对此可解释为由半径较小的H+的置换了半径较大的阳离子，拓宽了孔洞，表面积明显增加，裸露的酸中心明显增多，极大提高了吸附能力，结果是去除率达75％左右，成本仅为药剂价格的1/10。
将一定量的天然沸石加入浓度为50%的MgCl2和AlCl3混合液中，制得除磷材料，该材料对磷酸氢二钾的处理效果最佳其次是磷酸二氢钾，焦磷酸盐。
其除磷效果要优于于常用的除磷剂硫酸铝和聚铝，因此值得推广和应用。
由此可见，为了平衡负电荷而进入沸石晶体中的金属离子（一般为Na+，K+），可被其他离子置换，这样对沸石的结构影响很小，但对沸石的离子交换和吸附性能影响很大，而且其交换的离子相对来说是比较无害的Na+，Ca2+，K+，因此，沸石是处理工业废水中的一种理想原料。
技术名称天然矿物质(改性沸石)滤料高氟饮用水处理.
1、技术名称：天然矿物质(改性沸石)滤料——高氟饮用水处理技术2、申报单位：青岛兰海希膜工程有限公司3、技术简介（技术原理，技术特点，应用范围，解决的具体问题等）3．1技术原理天然矿物质是由硅氧、铝氧四面体组成的含水的骨架型硅铝酸盐矿物，具有独特的晶体结构和晶体化学性质，其内部含有许多孔穴和通道，结构开放性大，具有很大的比表面积（500-1000米2/克），孔穴和通道的体积占天然矿物质晶体体积的50%以上，其中存在许多脱附自由的天然矿物质水，因而能产生较大的扩散力，具有良好的离子交换性、吸附选择性和催化性。
天然矿物质经过改性处理，调整了其孔道结构，比表面积活性增大，能更好的吸附铝盐及其水解产物，成为铝盐良好的载体。
因为氟与铝有稳定的配位作用特点，可用来有效地吸附去除水中的氟。
3．2技术特点○1独特的天然优质矿物质沸石改性活化处理工艺技术；○2优异的除氟效能，高氟水经本改性沸石滤料处理后的含氟量可完全达到国家饮用水标准，同时还可有效去除水中超标的其它化学及毒理学物质和有机物；○3运行费用低，一般每吨水的处理费用在0.1-0.3元；○4滤料使用寿命最长，可达到30年以上，不会发生滤料板结现象；○5设备设施、操作、再生过程简单，易于管理；○6处理规模可大可小。
3．3应用范围○1修建快滤池，应用于日产几十万吨的水厂；○2制成小型净水器用于家庭；○3利用过滤罐应用于农村乡镇、城镇小区、机关团体，建设中小型LH净水站；○4用做制药、造酒、饮料、食品、印染等行业改善水质；○5应用于电厂、锅炉等行业软化水质；○6用做电渗析、反渗透等水处理工艺的预处理；○7用做游泳池、浴池、宾馆、饭店、城市小区做中水处理；○8用于污水处理，取代生化处理池。
3．5解决的具体问题1 ）解决水处理领域的除氟难问题氟是水中极难处理的物质，常用的活性炭和阴阳树脂类材料对氟的吸附、交换量很小。
以骨灰为原料，主要成分是羟基磷酸钙的除氟剂，其降氟容量虽然很高，但材料价格高，强度差，易破碎，运行管理不便，且出水有腥臭味儿。
浅谈十六烷基三甲基溴化铵改性沸石在污水处理中的应用
浅谈十六烷基三甲基溴化铵改性沸石在污水处理中的应用【摘要】沸石是一种分布极广、价格低廉的铝硅酸盐矿物，十六烷基三甲基溴化铵（HDTMA）作为表面活性剂广泛应用于沸石的改性。
用表面活性剂改性的沸石在污水处理中以其价格低廉、效果显著而得到越来越广泛地研究，但是对HDTMA改性沸石处理水污染的应用方面的综述并不多见。
本文结合HDTMA改性沸石的结构特点对其在去除水中的阴离子、阳离子、有机污染物等方面的应用进行了综述。
【关键词】十六烷基三甲基溴化铵；表面活性剂；改性沸石；水污染引言工业化的进程使得水体污染越来越严重，缺水问题越来越突出。
用于处理水体中污染物的吸附材料主要有沸石、膨润土、硅藻土等[1]。
沸石因价格低廉、分布广泛、化学生物稳定性极强、处理效果良好而得到了人们的重视与青睐。
沸石最早是由瑞典矿物学家克朗斯提出的，常见的有斜发沸石、方沸石、辉沸石等。
HDTMA改性沸石能使沸石表面zata电位发生改变，但HDTMA的体积比较大，不能进入沸石内部，因此沸石内部zata电位未发生改变[2]，这种结构决定了HDTMA改性沸石有同时去除水中多种污染物的能力。
本文从HDTMA改性沸石的结构出发从无极阴离子、无极阳离子、有机污染物的去除方面来介绍。
1.HDTMA改性沸石的结构特点较早利用表面活性剂改变沸石表面特性从而提高沸石对阴离子吸附能力的是Haggerty和Bowman[3]，此后用HDTMA对沸石改性的报道屡见不鲜。
HDTMA 改性沸石的结构与性质即与沸石的种类有关又与溶液中所含表面活性剂的种类和浓度有关[4]。
HDTMA体积较大而不能进入沸石内部，它通过静电作用与沸石外表面连接，当它在溶液中的含量低于临界胶束浓度时，会在沸石表面形成单分子层或亚单分子层；当它在溶液中的含量超过其临界胶束浓度时，会在沸石表面形成双分子层或亚双分子层，如Fig.1所示[3]。
测定HDTMA改性后沸石负载HDTMA的量，可以用热重分析[5]，也可以测总有机碳量[6]，还可以在750°C 煅烧改性与未改性沸石。
改性沸石处理含氨氮废水
改性沸石处理含氨氮废水NH3-N是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。
作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因，对鱼类及某些水生生物有毒害。
桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d，投入使用后，由于实际服务人口增加，导致水量增加。
该污水处理工艺未设污泥处理系统，长期以来，沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的。
以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标，污染周围水体，急需脱除水中的氨氮。
对于氨氮废水的处理，用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高；用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用。
因此，寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要。
近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究。
沸石是一种廉价的无机非金属矿物，利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生、处理成本低等特点。
沸石在水处理中的应用已得到广泛关注。
一、实验部分1、材料沸石：采用α改性沸石，其红外光谱见图1。
根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016mm)、细(0118～0125mm)3种。
其化学成分及其含量(wB)为SiO267199%，TiO20123%，Al2O313125%，Fe2O30167%，MnO0116%，CaO2192%，MgO0189%，K2O1127%，Na2O2165%，P2O501013%。
含氨氮废水：取自某旅游景区的高浓度氨氮废水，其水质为ρ(CODCr)=200～250mg/L，ρ(NH32N)=140～150mg/L，pH=615～715。
2、试剂与仪器主要试剂：碘化钾、氯化汞、四水合酒石酸钾钠、氯化钠、氯化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、硫酸等，均为市售分析纯级化学品。
3、实验方法氨氮的分析方法采用纳氏试剂比色法(GB7479-87)测定。
改性沸石对生活污水处理的应用研究
改性沸石对生活污水处理的应用研究摘要：沸石作为一种良好的吸附剂广泛用于工业污水和生活污水处理中。
利用NaCl溶液对沸石进行改性，研究改性沸石对生活污水中氨氮的去除以及溶解氧的影响；结果表明，改性后的沸石去除氨氮效果良好，并使污水中溶解氧的含量明显提高。
关键词：沸石改性污水处理氨氮溶解氧沸石作为一种常用的吸附剂在污水处理中具有良好的应用前景[1]。
但天然沸石结构的孔道中常常含有钙、镁等金属离子以及水和有机物分子，这些杂质离子和分子对沸石的吸附性能产生了不利的影响。
本文通过以NaCl作为改性试剂对沸石进行活化，研究NaCl改性沸石对氨氮的吸附效果和对污水中溶解氧的影响。
1、实验材料与方法1.1 实验仪器及材料电子分析天平（FA-2004）、氨氮检测仪（AD-1）、溶解氧测定仪（LDO）、烘箱、烧杯、玻璃棒、天然沸石、无水NaCl（AR）。
1.2实验过程1.2.1沸石的NaCl改性实验1.2.2 改性沸石处理含氨水样实验实验选用的废水来自重庆交通科研设计院内排放的生活污水，将沸石以等量的50g分别投入500ml等量的氨氮废水水样中浸泡2h，搅拌使其充分接触；取过滤后的实验水样测定氨氮的浓度。
测定氨氮的方法为利用氨氮测定仪进行测定，水样放入测定试剂反应后即可从测定仪上读出氨氮的数值。
1.2.3 改性沸石对溶解氧的影响取改性后吸附氨氮效果最佳的改性沸石等量的100g若干份，分别置于200ml 等量的实际生活污水中侵泡并加以搅拌，2h后利用溶解氧测定仪分别测定原水和处理后污水中溶解氧的含量。
2、实验结果及分析NaCl改性沸石处理水中氨氮的实验结果如下：实验结果表明，经氯化钠改性沸石处理后的污水中溶解氧的含量均有了明显的提高，增加量最大为原溶解氧含量的3.69倍。
溶解氧是研究水的自净能力的一种依据，污水中的微生物在降解有机物的同时，会大量消耗水中的溶解氧[6]。
而由于沸石结构具有多的孔穴和孔道和大的比表面积，所以沸石对有机物具有吸附作用[7-9]。
改性沸石法去除微污染水中氮的研究
改性沸石法去除微污染水中氮的研究本课题以氨氮浓度大约为5mg/L的微污染水为研究对象，其COD浓度低于20mg/L，以开发适合我国国情的废水脱氮技术为目标，对沸石离子交换去除氨氮的处理工艺进行了探讨，并对其改性处理效果及再生效果进行了试验研究。
研究了沸石经NaCl、NH4NO3改性处理后对微污染饮用水中氨氮的吸附。
结果表明：改性沸石对氨氮有较好的吸附，吸附温度为常温，NaC1溶液、NH4N03溶液改性沸石的最佳浓度分别为0.6—1mol/L、1.5—2mol/L，氨氮的去除率达90％。
近年，随着社会经济发展和城市化进程，河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严重，其中特别以污水对河流产生的污染问题更为突出，使我国出现日益严重的水质性缺水现象，严重影响了人民的生产和生活，并制约了社会的可持续发展。
尤其以氨氮的富营养化污染为最严重。
微污染饮用水中，普遍都含有一定浓度的氨氮。
氨氮浓度过高，会抑制自然硝化，降低水体自净能力。
目前净水工艺广泛采用过滤介质活性炭法，但价格昂贵。
本文采用改性沸石去除水中的氨氮，工艺简单，易再生，处理成本低，去除率高。
沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物，特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择性吸附、催化、耐酸、耐辐射等优异性能和环境属性。
由于它的特殊结构，对氨具有优先选择交换性、良好的再生性和低的运行成本及各种温度下皆有效的特点，己被用于去除废水中高浓度氨。
利用它去除水中的氨氮，取得良好的效果，为微污染饮用水中氨氮的去除提供了一种高效、实用、经济的新方法。
近年来，国内外对沸石特别是斜发沸石和丝光沸石在微污染饮用水源处理中的应用作了大量研究工作，沸石在饮用水处理中有着很好的应用前景。
沸石去除氨氮的原理氨氮在水中以离子态NH4+和分子态NH3两种形式存在。
沸石去除氨氮的原理为：①两种形式的氨氮自溶液本体向沸石表面迁移，部分分子态的氨氮在颗粒外表面动态吸附平衡；②颗粒外表面流体界面膜内的传质；③颗粒内的扩散和分子态的氨氮在孔隙内的动态吸附平衡；④离子态的氨氮在孔隙表面上的动态离子交换过程平衡；⑤交换后的离子向溶液本体扩散。
沸石滤料用途
沸石滤料用途
沸石滤料是一种常用的水处理材料，具有广泛的用途。
其主要作用是去除水中的杂质和有害物质，提高水的质量和透明度。
以下是沸石滤料的主要用途：
1. 纯净水和饮用水的生产：沸石滤料可以作为纯净水和饮用水处理中的重要材料，去除水中的色度、浊度、异味、臭味、重金属等有害物质，保证水的质量和安全。
2. 工业废水处理：沸石滤料可以用于工业废水处理，去除废水中的重金属、油类、有机物等污染物，净化废水，达到排放标准。
3. 污水处理：沸石滤料可以用于污水处理，去除污水中的悬浮物、氨氮、总磷等有害物质，净化污水，达到排放标准。
4. 游泳池水处理：沸石滤料可用于游泳池水处理，去除池水中的浑浊物和有机物，保证游泳池水的清洁和透明度。
5. 食品加工：沸石滤料可以用于食品加工中，去除水中的杂质和有害物质，保证食品质量和卫生安全。
总之，沸石滤料具有广泛的应用领域，能够有效地改善水质和环境质量，保护人类健康和生态环境。
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沸石在水处理方面的7大应用
沸石在水处理方面的7大应用1、软化硬水利用天然沸石可以作软化硬水的预处理。
如某厂家利用独石口天然沸石进行软化水的试验，取得良好效果。
若天然沸石改型后，作为离子交换剂可用于硬水的软化处理。
改型后的沸石对钙镁离子的交换能力有明显提高，使水质达到或超过一般工业生产和取暖锅炉用水标准。
沸石的交换能力达280～340mol/m3。
2、降低氟含量我国高氟地区水的氟含量严重超标，高氟严重危害了人们的身体健康。
应用20～40目斜发沸石制作了除氟吸附过滤器，在氟病区进行试验，处理后不仅含氟量降低了，而且浊度、铁、汞、总硬度都得到了一定程度的改善，如表1。
表1原水的各项含量与经除氟吸附过滤器处理后的各项含量经处理后，含氟量符合国家规定的饮用水标准(F≤1mg/l)。
同时，估算处理费用为每立方米≤0.5元。
3、除去和回收水中的重金属离子通常将比重在5以上的金属称为重金属。
冶炼厂、有色金属矿山等化学工业部门所排放的含重金属阳离子的废水造成环境污染，对人体产生极大危害。
试验表明，丝光沸石和斜发沸石对于消除重金属离子的效果较佳。
特别是用碱处理过的沸石，其吸附量可以得到大大提高。
用0.05mol/LHCI可浓缩回收吸附的重金属离子，用NaOH溶液可使沸石再生。
当pH值大于4时，经沸石处理的污水即可消除污染。
在除砷方面，已取得出了较好的效果。
有人对不同产地的斜发沸石进行了研究，发现对砷具有较大吸附力的是格鲁吉亚共和国捷格维和捷扎米产的斜发沸石，吸砷量为0.21～0.22mg/g。
4、消除水中的放射性物质利用沸石的离子交换性能可消除水中的放射性137Cs和90Sr，而且交换了137Cs的沸石可原封不动地作为放射源使用，斜发沸石和丝光沸石就有极好的交换能力。
为了不使放射性物质扩散污染，通过熔化沸石，可使放射性离子长久固定在沸石晶格内，因为熔化沸石的小片溶解作用进行是极慢的，失去1%的放射性物质需要500年。
国外试验证明：当含低放射性废液通水容量比值达到5000，它对137Cs仍有99%的除去能力。
改性沸石在废水处理中的应用分析
１．１ 离子交换性 沸 石 的空 间结构 主要是 由一 个铝 原 子或者 硅 原
子与 四个氧原子构成 的铝或者硅氧 四面体 。在沸石 的 四面体结构 中 ，如果 氧原 子中的一些价键没有予 以中 和 ，会使整个 四面体产生 负电 ，而为 了对 电中和进行 保护 ，不足 的正 电荷就会 由周 围含有正电 阳离子 的碱 土金属离子进 行补偿 ，以实 现平衡 …。但平 衡水分子 与 阳离子 非 常容 易 同附近 水溶 液 中 的阳离子 进 行交 换 ，沸石资源 的结构在交换后并 未遭到破坏 ，反而使 得 沸石资源具备离子交换 的特性 。因此 ，沸石具有突 出 的 离 子交 换性 。 １．２ 吸附性
１４２１０２３１００２５）的 阶 段 性 研 究 成 果 之 一 。 作者简 介： 杨臻 （１９８１一），男 ，河南信 阳人 ，硕士研究生 ，讲师 ，研究方 向 ：生 态 、环境 、职业 教育。
— — ４９ —．
凸 污水 治理
中国资源 综合 利用
第 ６期
经过开孔的一些通道相互连通 ，从 而促使 沸石资源的 比表 面积非 常庞大 ０。同时，平衡 阳离 子含有的正 电 与 阳离子 品格 内部含有 的负 电的电荷 中心 ，在实际空 间层面上并非相互重叠 ，因此分子间有强大 的静 电吸 引力 。强静 电吸引力与大 比表面积使得沸石 的吸附性 能非 常强 ，特别是对氨氮 、二氧化硫等诸多污染性气 体 的吸附性更强 。 １．３ 催化性
Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．６
２０１８年 ６月
中国 资源 综合 利用 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｏ 污水治理
改性沸石在废水处理 技术 学 院 ，河南 信 阳 ４６４０００）
改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究
改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究【摘要】本文基于改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，通过分析改性沸石的结构和性质、氨氮在水体中的特性，探讨了改性沸石在氨氮吸附和脱附中的应用，以及在河道治理中的工程应用。
研究发现，改性沸石具有优异的吸附和脱附性能，可以有效降低水体中的氨氮浓度，提高水质。
结论指出，改性沸石在河道治理中的应用具有良好的效果，未来可以进一步深入研究该工艺的优化和推广应用。
本研究为解决河道氨氮污染问题提供了新的思路和方法，具有重要的理论和实际意义。
【关键词】改性沸石、氨氮、河道治理、吸附-脱附工艺、研究、水体、结构与性质、工程应用、成果、未来研究、展望。
1. 引言1.1 研究背景近年来，随着城市化进程的加快和农业生产的发展，我国许多河道水体受到了严重的氨氮污染。
氨氮是一种常见的水体污染物，其主要来源包括城市污水、农田排放和工业废水等。
高浓度的氨氮不仅会导致水体腐蚀，还会对水生生物造成严重的危害。
如何有效地去除水体中的氨氮成为了当前河道治理工作中亟待解决的问题。
传统的氨氮去除方法如生物法、化学法等存在着许多缺陷，包括处理效率低、操作成本高和产生二次污染等。
而改性沸石因其具有大比表面积、丰富的表面羟基和良好的吸附性能等优点，成为了研究氨氮去除的热门材料之一。
通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，可以为提高氨氮去除效率、降低治理成本和保护水环境提供理论依据和实践指导。
开展改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究具有重要的意义和价值。
1.2 研究目的研究目的是通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，探讨其在改善水体环境质量和保护生态系统方面的应用潜力。
具体目的包括：1. 研究改性沸石对氨氮的吸附和脱附性能，在提高氨氮去除效率的基础上，探索其在水体处理中的实际应用价值；2. 通过实验和分析，比较不同条件下改性沸石对氨氮的吸附-脱附效果，为工程应用提供科学依据；3. 探讨改性沸石在河道治理中的可持续性和环境友好性，为未来水体污染治理提供可靠技术支持。
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究随着水环境污染的日益严重，水质的改善已成为迫切的社会问题。
氨氮是最常见的非颗粒态污染物之一，它会伤害人类健康，破坏水体生态系统，从而影响生产和生活环境。
因此，去除水中氨氮变得十分重要。
很多研究表明，沸石是一种有效的去除水中氨氮的方法。
沸石具有优良的吸附性能，能够吸附氨氮，从而改善水质。
然而，沸石本身具有较弱的强度和耐久性，这限制了它的使用。
为了使沸石更适应水质改善的应用，一种改性技术被提出和研究，即将沸石的外表覆盖一层改性剂，以改善沸石的强度和耐久性。
近年来，沸石改性技术受到关注，被用于改善水质，特别是去除水中氨氮。
然而，沸石改性及其去除水中氨氮的研究尚未完全了解和完善。
因此，本研究旨在通过实验研究，深入探讨沸石改性技术对去除水中氨氮的作用及其原理。
首先，将沸石与多种改性剂结合，进行改性处理，以改善沸石的强度和耐久性。
其次，通过采样、样品处理、氨氮定量测定等方法，对改性沸石的吸附性能进行测试，探究其沸石改性对去除水中氨氮的作用。
结果表明，改性沸石具有良好的吸附性能，能够显著降低氨氮含量，从而改善水质。
此外，通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法研究了改性沸石的结构及其去除氨氮的机理。
结果表明，与未改性的沸石相比，改性沸石的表面更加粗糙疏松，比表面积更大，具有更好的吸附性能。
改性沸石的孔径表面能改变氨氮的构型，增加氨氮分子的活性位，从而有效去除水中氨氮。
综上所述，本研究表明沸石改性技术是一种有效去除水中氨氮的方法。
改性沸石具有优良的强度和耐久性，同时拥有良好的吸附性能。
此外，本研究还探讨了改性沸石去除氨氮的机理，为进一步研究和开发改性沸石技术提供了重要参考。
沸石在水处理中的应用研究
沸石在水处理中的应用研究本文介绍了我国沸石的种类及其分布概况，以产自甘肃省白银市的斜发沸石为研究对象，对其化学组成及分子晶格形式作了较为详尽的阐述，经实验室检测出其化学组成及物化指标，且对沸石作为吸附剂、离子交换剂、催化剂处理废水的作用机理进行了深入的探讨，并对沸石处理废水的前景进行了展望。
标签：沸石；水处理；吸附；离子交换1沸石处理废水的机理1.1吸附剂。
沸石晶格内部构造开放性大，除了有稳定的[（Al，Si）O4]四面体从角顶相互联结，形成架状硅铝氧骨干外，还有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴通过开孔的通道彼此相通，使得沸石具有巨大的比表面积，据有关资料显示，可达400 m2/g～800 m2/g；且阳离子晶格内的负电与平衡阳离子的正电电荷中心在空间上是不重叠的，分子间具有巨大的静电吸引力[1]。
综上所述，比表面積大，静电吸引力强，沸石具有良好的吸附吸附性能。
当沸石晶格内的孔穴和通道出现空缺时，沸石对气体或液体表现出极强吸附性能，尤其是对SO2、NH3等及某些有机蒸汽等敏感性气体吸附更为有效。
与其他吸附剂相比，沸石具有选择性高、吸附量大、吸附效率高的特点。
1.2离子交换剂。
沸石空间最基本的结构单位是硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体。
其中1个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带一个负电荷，为了保持电中性，铝氧四面体附近必须有一个带正电荷的金属阳离子（M+）来抵消它的所带的负电荷（通常是碱金属或碱土金属离子）。
但是沸石中的Na+、K+等金属阳离子与硅铝氧骨干结合得相当弱，进入沸石表面的阳离子则与沸石晶格中的阳离子如Na+、K+等交换，通常斜发沸石的阳离子交换顺序为：Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+>Ba2+>Sr3+>Ca2+>Mg2+，常规强酸性树脂的阳离子选择顺序：Fe3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+> Na+>H +>Li+。
天然膨润土和沸石在水处理中的应用
天然膨润土和沸石在水处理中的应用随着我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大提高，但是伴之而来的还有日益严重的环境污染问题。
监测资料表明，7大河流流经的15个主要城市河段，有13个河段污染严重，许多城市的地表水和地下水水质恶化，饮用水源受到污染威胁；1997年，我国污水排放总量达450亿t，基本上未经治理直接排放，使我国水资源受到严重污染，已经到了必须治理的程度。
我国已把环境保护作为我国的基本国策，环境保护日益成为中国政府经济社会发展战略和政策体系的重要组成部分。
国家“九五”计划和2010年远景目标对水环境保护提出了很高的要求，到2000年，全国污水排放总量要控制在480亿t，并进行一定程度的处理；其中工业废水处理率要达到74%，城市生活污水集中处理率要达到25%。
要大力推行生活污水的集中处理和工业废水的综台治理，有效控制石油类、氰化类、砷、重金属等有害物质的排放，实现达标排放。
但是，由于技术条件的限制。
目前国内的污水处理仍然成本高、效率低，许多企业为了自身生存，不得不以牺牲环境为代价，造成水资源污染的恶化。
寻找一种较为廉价的污水净化材料。
降低污染水的处理成本，提高净化效率，已成为污水处理中亟待解决的问题。
膨润土和沸石均是以硅铝酸盐为主的矿物。
硅铝结构本身带负电荷，此负电荷被K、Na等阳离子平衡，使其具有很好的离子交换能力；膨润土和沸石均具有很大的表面积，使其具有较大的吸附能力。
良好的阳离子交换能力和吸附性能为它们在污水处理中的应用奠定了基础。
找国膨润土资源十分丰富，应用天然膨润土和沸石开发污水处理新材料，无疑是解决我国污水处理的一条可行之路。
将膨润土和沸石应用于污水处理，已经引起人们的高度重视。
简述如下。
1、天然膨润土和沸石在水处理中的应用膨润土和沸石具有较大的比表面积及离子交换容量，吸附性能较好，可用于废水中重金属等污染物的吸附处理。
展望了粘土矿物在淮河水污染治理中的应用前景；蒋引珊等用膨润土吸附处理干电池溶液中的重金属；杭瑚等用嘭润土吸附一絮凝法处理废水中的有机染料，发现膨润土最适台于处理主要含阳离子染料的印染废水．脱色率可达到或接近于100%；肖举强0通过实验证明了天然沸石对水体中乳化油类有显苦的去除作用．是一种优良的深度除油新材料；对用沸百处理含铬废水进行研究。
沸石在水处理中应用的分析研究进展及前景
沸石在水处理中应用的研究进展及前景刘慧芳<华南师范大学化學与环境科学学院）[摘要] 沸石是一种具有优异功能的非金属矿物材料，本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述。
介绍了沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、等方面的应用。
认为应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。
[关键词] 沸石；吸附；离子交换；氨氮；改性沸石；斜发沸石；深度处理；生态床系统；超微沸石；丝光沸石；应用沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。
其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异, 因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。
沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硬水软化等[1]。
目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。
本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述，介绍了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、放射性物质等方面的应用。
1 沸石的由来、结构及其特性1.1 沸石的由来1765年瑞典矿物学家C ronstedt在冰岛玄武岩杏仁状空隙内，首先发现一种白色透明的矿物，因其加热时出现发泡沸腾现象，便以希腊文命名为“zeolite”，意为“沸腾的石头”[2]。
关于沸石的定义存在着一个演变的过程，直至1997 年，国际矿物学协会<IMA）新矿物及矿物命名委员会<CNMMN）沸石专业委员会(IZA>采纳了由D.S.Coombs等18名成员署名发表的有关沸石类矿物命名的建议，将沸石矿物定义为一类结晶物质，其结构以四面体连接形成的格架为特征，四面体由4个氧原子围绕一个阳离子组成[3]。
沸石在水处理中的应用
沸石在水处理中的应用随着我国国民经济的迅速增长和城市人口的膨胀，生活污水和工业废水大量排放，水污染现象变得越来越严重。
如何在水处理中有效地利用新型环境友好材料已是当今环境领域的重要研究课题。
天然沸石是一种含水框架结构的多孔硅铝酸盐矿物质，独特的晶体结构使其具有选择性离子交换性能、选择性吸附性能、耐酸性能以及催化性能等特性，同时具有较大的比表面积，在污水的有机物去除，去除氨氮，重金属离子去除，去除氟和磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景，特别是把沸石作为滤料，能够把天然沸石的吸附性、离子交换性能与滤池的过滤、吸附和生物代谢功能有机结合起来，更好地去除污水中的NH3N，有机物、SS和色度等。
把沸石应用到水处理中，在使用和处理过程中不会对环境造成二次污染，是一种环境友好材料。
以沸石作为水处理滤料，有望研究开发出经济、高效的新型水处理技术与工艺，对解决我国日益严峻的水环境污染及水资源短缺问题，具有重要的现实意义。
1、沸石在水处理中的研究进展1.1去除氨氮从天然沸石的微观结构可以看出，沸石内部具有很多大小均匀的空穴和通道，它们彼此相连，并与外界相通，在一定的物理化学条件下，具有固定的直径，小于这个直径的物质能被其吸附，同时氨氮为极性分子，其分子小于沸石孔道的直径，因此沸石对氨有很强的吸附能力。
沸石对氨氮的去除，还与沸石具有较强的离子交换性能有关，这主要是由于水中的NH4+离子极易同沸石晶格中结合不紧的K、Na、Ca等碱金属或碱土金属离子发生交换反应，能够有效地去除水中的NH4+离子。
沸石对氨氮具有较大的吸附容量，在平衡浓度相当高的情况下，每克沸石具有吸附15.5g氨氮的极限吸附潜力，其吸附容量约是粘土的23倍。
天然沸石不但能很好地去除水中氨离子，而且沸石具有很好的重复使用和再生性能，经过18次重复使用和再生，其氨交换容量仅降低了4%。
目前的研究表明沸石对水中氨氮的去除与沸石的粒径大小、水流流速、温度、初始氨浓度和pH等因素密切相关，而水中有机物对氨氮去除的影响也很大。
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对天然沸石进行 改性 ， 增 大沸 石的 内部 空间 ， 增 大其 比 表面积及表面活性 ， 增加离子交换能力及单位质量 吸附的吸 附量等 ， 从而提高其对 有机物 、 氨氮 、 重 金属 离子 、 含氧酸 阴 离子等吸附能力。改性后 的沸石 由于其优 良的吸附能力 ， 使
改性沸石用于处理成分复杂的废水成为可能 。
５ ３ ． ７ ８ ｍ ｇ ／ ｇ 。溶液 中加入 Ｎ ａ Ｎ Ｏ ， 后， 会促 进吸附 的进 行 ， 且
（ １ ） 结构改性 ， 即通 过改 变沸 石 的成分 比， 从 而达 到改 变沸 石结构 的 目的 ， 如使用 酸处理或 碱处理 沸石 ， 使其 骨架 脱铝 。沸石经过 此类 处理改 性后 ， 可处 理 掉孔 道 中的 堆积 物， 使孔道的有效 空间拓宽 ， 增大 比表面积 ， 增 加吸附活性 中
离子交换能力。
处于结构外 部的阳离子易水解 ， 极大地降低天然沸石吸 附能 力， 故天然沸石对污染物 的吸附 量不大 ， 因此 沸石 直接用 于 去除水中污染物受到限制 。
２ 改性 沸石在 水处 理 中的应 用 ２ ． １ 改性 沸石去 除染 料
印染废水 中 Ｃ Ｏ Ｄ含 量高 ， 色度 高 ， 成 分复 杂， 且染 料是
有带正电荷的离子来抵消 ， 因此沸石 易于和外 界的质子 、 碱 金属和碱土金 属 离子 等 发生 电 荷平 衡 ， 如Ｎ ａ 、 ｃ ａ 、 Ｋ 、 Ｂ ａ ２ 等 。而沸石和外界的离子交换 ， 并 不影 响其 内部骨架结 构 。沸石和外界 阳离子之 间的相互 影响就赋 予 了沸 石新 的
Ｔｈ ｅ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｙ Ｚｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ
Ｗ Ｅ ＮＧ Ｑ ｉ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ Ｕ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｆ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ ５ ０ １ １ ８ ， ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
类结构稳定的有机化合物 ， 多数是芳香化合物 ， 难 降解 ， 在
金晓英， 吴 索 丽 等 … 采 用 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵 （ Ｈ Ｄ Ｔ Ｍ Ａ） 对天然沸 石进行改性 。在 温度 ３ ５ ｑ Ｃ 条件下 ， 随着
吸附时间的增加 ， 吸 附量增 大 ， 当 吸附 时间为 １ ｈ ， 吸附量达
染等 。但是 ， 由于天然沸石 独特 的三维格 架结 构特征 ， 导致
（ ３ ） 内孔结构改性 ， 天然沸 石是 由硅 氧 （ Ｓ ｉ Ｏ ） 四面体 和 铝氧（ Ａ １ ０ ） 四面 体通过 处 于顶点 的氧 原子互 相联 结而成 ， 这种特殊的结构使 沸石带 有负 电荷 ， 为了保持 中性 ， 必须 要
・
５ ４・
山 东 化 工 Ｓ Ｈ Ａ Ｎ Ｄ ０ Ｎ Ｇ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｉ Ｒ Ｙ
２ ０ １ ４年第 ４ ３卷
改 性 沸石 在 水 处 理 中 的应 用
翁 晴
（ 福建工程学 院生态环境与城市建设学院 ， 福建 福州 ３ ５ ０ １ １ ８ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ， ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｏ ｋ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍｏ ｄｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ； ｗａ ｓ ｔ ｃ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ；ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ
沸石是 自 然界 中存 量丰 富的一种 含水 的碱 金属或 碱土 金属的硅铝酸盐矿物 ， 其结 构具有特 殊 的四面体 ， 是 由硅氧 四面体和铝氧四面体连成 的三维格架构建 而成 ， 格架 中分布 大量大小不同的空穴 和通道 ， 具 有很大 的开放性 ， 因此具有
较大的 比表面积 和较高 的离子交换 能力 ， 可用于净化或分离 混合成分的物质 ， 如用于气体分离 、 石油净化 、 处理工业水污
摘要 ： 介绍 了沸石改性的方法 ， 及其 在水处理 中的应用 ， 并展望了改性沸石在未来水处理领域的应 用前景 。 关键词 ： 改性沸石 ； 水处理 ； 吸附 中图分类号： Ｘ ７ ０ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ １— ０ ０ ５ ４－ ０ ２
环境 中存在较长 的滞 留期 ， 因此 ， 成为废水处理的一个难点 。
１ 沸 石改性 的方 法
沸石改性 的方法 ， 可以概括 为以下三种类 型 ：
到最大值 ４ ２ ． ０ ０ ｍ ｇ ／ ｇ 。随着溶液初始 浓度的增大 ， 吸附量增 大， 当酸性橙 Ⅱ的初 始浓度 为 ２ ５ ０ ｍｇ ／ Ｌ时 ， 吸附量 Nhomakorabea到最 大