沸石在废水处理中的应用

一
一
１ ７—
源自文库
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｌｔ ，ｗａ ｔｗａ ｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｚ ｏ ｉ ｅ ｓｅ ｔｒ ｔ ｔ ｎ ，ａ ｐ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ
天然沸石 是当今 世界各 国十分重 视 的新 由于沸石具有很大 的吸 附表面， 以容纳 取决于有机物分子的极性和大小 ， 可 极性分子较 兴非金属 矿产资源 ， 它以优异的吸附、 子交换 相当多数 量的吸附物质，因而能 促使化学反应 非极性分子易被吸附 ， 分子直径的增大 ， 离 随着 被 性能正越来越广泛 地被应用在 “ 三废 ” 治理 中。 在其表面上进行， 以沸石又作 为有效 的催化 吸附进入空穴的机会就逐渐减少 。沸石去除水 所 沸石是以硅铝酸盐 为主的一类矿物 的总称 ， 架 剂和催化载体。 另外沸石有 铝硅 酸盐格架 电荷， 中溶解状分子物质时 ， 吸附起主要作用 ， 而去除 状铝硅酸盐矿物 ， 含水和碱（ 或碱 土金属 ）沸石 以及平衡离子 的电荷， 。 具有局部 的高电场和格 水中离子状污染物时离子交换和吸附两种行为 可分为天然沸石和合成沸石两大 类。天然 沸石 架 上产生 酸性位置， 因而可 以用 于加速 碳离子 共 同作用的结果 ， 以离子交换为主 。 是 １５ 年瑞典 矿物学 家 Ａ Ｆ ｃ ｎｔ ｄ ７６ ． ． ｍ ｓ ｅ 首先 型的反应。此外它还能 以交换具有催化活性的 － ２ 去除废水 中的放射性物质 ． ５ 如 Ｐ 等） 使其 发现的。沸石作为一种具 有优异 功能的非金属 金属（ ｎ、 ａ ， 能得 到最大程度的分散， 放射性 元素 Ｃ ，Ｔ是 核裂变产品 中的主 ￣Ｓ ， ｒ 矿物材料 ， 在工业中有 广泛 的应用 。 其显著特点 保持高的活性同时又可减少贵金属的用量 。 要成分， 通常被排放到废水 中，沸石 的热稳定 是孔隙度高 、 比表面积大， 离子交换性 、 吸附性 、 ２沸石在水处理 中的应用研究 性 和抗辐射性使其具有除 Ｃ＋ｒ 的优越性 ． ｓＳ ，Ｔ 在 催化性 、 耐酸性 、 耐热性 、 辐射性等性能优异， 耐 ２１去除水 中氨氮 ． 原子能工业中，当放射性废液中含有这类物质 因此被广泛用于石油化 工、 环境保护 、 牧业 、 农 氨氮存在于许多工业废水 中， 氨氮排入水 时，必须将它们储存到蜕变为稳定状态后 才能 建材工业 、 轻工业及高新尖端技术等领域。 国 体。 我 特别是 流动较缓慢的湖泊、 海湾 ， 引起水 排除 。天然沸石对铯和锶有极强的交换去除能 容易 地域辽 阔， 沸石的种类颇 多， 前 已经发现 的沸 中藻亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌 力 ， 目 不受辐射的影响 。 而且交换 了放射性离子的 石有斜发沸石、 丝光沸石 、 菱沸石 、 方沸石、 片沸 处理过程增大 了用 氯量 ； 对某些金属 ， 特别是对 沸石 ， 将其熔化后可使放射性离子永久 固定在 石 、 十字沸石 、 甲十 字沸石 、 钙 钙 辉沸 石 、 浊沸 铜具有腐蚀性； 当污水 回用时， 再生水 中氨氮可 晶格 内， 防止其扩散污染。 石、 钠沸石等 ｌ 个矿种或亚种。我国的沸石以 以促进输水 管道和用水设备 中微 生物 的繁 殖， ３ ３ 沸石处理废水的应用前景 斜 发沸石为主 ， 丝光沸石次之 ， 多数分布在我国 形成生物垢， 堵塞管道 和用水设备， 响换热 并影 沸石在水处理领域的应用 ，国内外学者们 东部和中部地区。 沸石是一种廉价的非金属矿。 效率 。利用沸石去除生活污水 以及工业废水中 已经做了比较广泛深入 的研究 ， 沸石是一种天 开发利用沸石处理废水 ， 在我 国有巨大的优势 。 的氨氮， 国内外已有较多的研究 。 沸石构架 中有 然矿物， 具有成本低、 处理效果好 的特点， 在水 １ 沸石处理废水的机理 定的空腔 和孔道， 决定其具有 吸附、离子交 污染处理 中应用可 以降低 处理 的成本 ； 用沸 应 １ 吸附剂 ． １ 换作用 。又 因为天然沸石是一种较廉价的矿物 石的处理设备比较简单 ， 沸石用于去 除氨氮、 有 沸石晶格 内部构造开放性大， 除了有稳定 质， 成本较其它吸 附剂低。 再生成本低 ． 生液经 机污染物质 、 再 金属元素 、 射性物质、 杀菌等 都有 的ｆ Ｌ ｉ ， （ Ｓ Ｏ 四面体从 角顶相 互联结 ， 成架状 吹脱后可重 复利用，由此表 明沸石 是一种较为 明显的效果，可 以用 于处 理废水，是一种 有发 Ａ ）ｄ 形 硅铝氧骨干外， 还有 很多大小均一 的孔穴 和通 理想 的脱氮吸附剂 。 展前途的水处理材料 。 但是 ， 我国在环保方面对 道， 孔穴通 过开孔 的通 道彼此相通， 使得沸石具 ２２去除废水 中的重金属离子 ． 沸 石的开发利用与 国外 发达 国家相 比起步 晚、 有 巨大 的 比表 面积，据有 关 资料 显示 ，可达 镉 、 、 、 等重金属离子 是造成环境污 水平低 、 汞 铅 锌 速度慢。 目 ， 国对沸石矿产 资源的 前 我 ４０８０ ２； ０ ～ ０ ｍ／ 且阳离子晶格 内的负 电与平衡 阳 染 、 ｇ 对人体极为有 害的物质 ， 消除方法有 活性炭 开发仍处于初级阶段 ，应加强沸石在污水处理 离子 的正 电电荷中心在 空间上是 不重叠 的， 分 吸附法、溶剂萃取法和离子交换 法等。实验表 材料方面的研究， 力求开发新产品 ， 并尽快将其 子问具有 巨大 的静电吸引力。 综上所述， 比表面 明， 用沸石特别是用 Ｎ Ｏ Ｈ １ Ｎ Ｃ 处理过 转化为生产力 ， ａ Ｈ， Ｃ 和 ａ １ 以适应社会发展的需要 ， 使廉价 积大， 电吸引力强。 静 沸石具有 良好的吸附性能 。 的沸石处理上述重金属离子效果较 好 ， 被沸石 的沸石在环保方面发挥更大作用。 另外 ， 由于沸 当沸石晶格内的孔 穴和通 道出现空缺时， 沸石 吸附交换的重金属离子 ， 还可浓缩回收 ， 沸石经 石在水处理中的研究 与应用越来越多 。所 以应 对气体 或液体表现 出极强 吸附性 能， 尤其是对 处理也可再生使用 。 重视吸附饱和沸石 的最终处置问题 ， 避免造成 Ｓ ２Ｎ Ｏ 、 Ｈ３等及某些有 机蒸 汽等敏感 性气体 吸 ・２３ 去 除水 中的 氟 ． 二次污染。 附更为有效 。 与其它吸附剂相比， 沸石具有选择 氟是电负性最高的元素 ， 是相 当活泼 的非 参考文献 性高、 吸附量大、 吸附效率高 的特点 。 金属元素 ， 当氟离子 大量存 在时 ， 有毒 性作用 。 ［ 刘雪． 天然沸石 净化 高氟饮 用水研 究［． １ １ 改型 Ｊ １ １ ． ２离子交换剂 饮用水 中氟 的含最过高 ， 容易使儿童患氟斑病 非 金属 矿，０ ４２ （ ）４ ＿ ９ ２０ ，４ １ ：７＿ ． ４ 沸石 空间最基本 的结构单位是 硅氧（ Ｏ 和氟骨症 。刘雪等以河南信 阳上天梯优质斜发 『１ Ｓ ￣ ｉ ２陈小龙， 袁凤 英． 沸石在废 水处理中的应 用与 四面体 和铝氧Ｃｌ４ Ａｏ ） 四面体 。 中 １ 其 个氧原子的 沸石 为原料 ， 研究 了用盐 酸、 硫酸铝 和高温方法 展望， ０ －０ ３２ ０ ）４－１３ ０ ． １ ５ ６ ３ （０ ５ １－ ２ － ２ ０ ０ 价电子没有得到中和， 使得整个铝氧四面体 带 １ 活化天然沸石 的工艺条件 。结果表 明用活化天 ｆ１ ３刘慧芳． 沸石在水 处理 中应 用的研 究进 展及 个负电荷， 为了保持电 中性， 铝氧四面体附近 必 然沸石处理后的含氟饮用水 ，基本可达到国家 前景． 须有 １ 个带 正电荷 的金属 阳离子（ １ Ｍ＋ 来抵消 它 饮用水标准 。 『１ ４辛云岭， 李政 一， 郑志斌． 水处理 中沸石 的应 废 所带的负电荷闼 常是碱金属或碱土金属离子） 。 用 研 究 进展 ，６ １ １ １（０ ５０ －０ ３ ０ ． １７ — ５ ３２ ０ ）３ ０ １ —４ ２４去除水 中有机物 ． 但是 沸石 中的 Ｎ ＋ 等金属 阳离子 与硅铝 氧 ａ、 随着现代工业 特别是有机化工 、精细化工 ｆ１ 玉 英 ． 石 用 于 城 市 污 水 深 度 处 理 的 实验 ５赵 沸 骨干结合得相 当弱， 进入沸石表面的 阳离子 则 以及 高分子工业 的迅速发展 ， 中的有机污染 研究． ０ － ８５２ ０ ）７ ０ ９ － ２ 水 １ ９ ６ ２ （０３１ — ０ ８ ． ０ ０ 与沸石晶格 中的阳离子如 № 等交换 ， 、 交换 物呈多样化 、 复杂化的特点 。 于多数有机污染 『］ 对 ６陈婷婷． 王增 长沸石 改性及 其在废 水处理 中 后沸石结构不 被破坏， 还可以再生 。 物的去除 ， 目 使用最广 的还是生化法 ， 在 前 尤其 的 应 用 ． ０ — ０ ３２ ０ ）１ １ １ ２ １ ５ ６ ３（０ ８ － ３－ ． ０ ００ ０ １３催化剂 ． 是吸附法。沸石对有 机污染物的吸附能力主要 责任编辑 ： 王亚芳
科Ｉ １ ｌ 技 论 坛
科
马 劲
沸石在废水处理 中的应用
丛旭 日 王君石
（ 尔滨市市政 工程研究院， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
摘 要： 沸石是一种具有优异功能的非金属矿物材料 ， 本文介 绍了沸石的物理特征和处理废 水的机理 ， 并对近几年沸石在废水处理应 用的研究 进展进行 了综合评述 ， 对沸石在废水处理应用的前景进行 了展望。
关键词 ： 沸石； 废水处理； 应用
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｌｅ ｉ ｎ ｅ ｃ ｌ ｎ ｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｔａ ｔ ｅ ｚｏｉ ｓ ８ ｘｅｌ ｔｆａｕｒ ｏ —ｍｅａｌ ｍｉｅａ ｔｒ￣，ｔｉ ｒｉｌ ｅ ｃ ｂ ｓ ｔｅ ｐ ｙｉａ ｈ ｒ ｃｅｉｔｃ ｆ ｚｏｉ ｓ ｎ ｔｅ ｔ ｅ ｔｌｃ ｉ ｎ ｒｌ ｍａｅｉ ｈｓ ａｔｃｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｈ ｓｃ ｌｃ ａａ ｔｒ ｉｓ ｏ ｅｌｔ ａ ｄ ｌ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍｅｈ ｎ ｓ ｃ ａ ｉｍ ｏ ｓｅ ｆｗｓｔ ｗａｅ ｔ ａｍｅ ｔ ａ ｄ ｎ ｒｃ ｎ ｙａｓ ｔｅ ａ ｐｉａ ｏ ｏ ｅｌｔ ｉ ｗ ｓｅ ｔｒ ｔｅｔ ｎ ｒｓａｃ ｐｏ ｒｓ ｏ ｅ ｔｒ ｒ ｔ ｎ， ｎ ｉ ｅｅ ｔ ｅｒ， ｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｆ ｚｏｉ ｎ ａ ｔｗａｅ ｒａｍｅ ｔ ｅ ｅ ｒｈ ｒｇｅｓ ｆ ｔ Ｃｏ ｅ ｃｉ ｅ ｈ ｍｐｒｈ ｎ ｉｅ ｅ ｅ ｓｖ Ｒｅｉｗ ｓｅ ｔｒ ｔｅ ｔ ｎ ｐｐｉａｉｎ ｆｚ ｏｉｅ ｉ ｒｓ ｅ ｔ ｖｅ ｏ ｗａ ｔｗａｅ ｒａｍｅ ｔａ ｌ ｔｏ ｓ ｏ ｅ ｌ ｐｏ ｐ ｃ． ｆ ｃ ｔ ｎ