沸石比表面積大,具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和巨大活性表面以及孔穴內(nèi)陽離子的分布特性,導(dǎo)致沸石的吸附力特別強(qiáng)。斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石等在水處理中的應(yīng)用比較多,主要用于吸附水中體積較小的含氮和磷物質(zhì)、酚類、氟離子、放射性物質(zhì)、重金屬等污染物。
?一、微污染水處理
氮、磷是水體富營養(yǎng)化的主要污染物,水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化后藻類和浮游生物急劇增殖,水體溶解氧下降,水質(zhì)惡化,并造成魚類及其他水生動植物大量死亡。沸石對氨、磷具有優(yōu)良的吸附能力,沸石作為離子交換劑可以有效地去除水體中的氨和磷,抑制水體富營養(yǎng)化污染,采用沸石吸附法處理含磷廢水不僅可以回收磷,變廢為寶,而且在工藝上還具有占地面積小、工藝簡單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
??沸石是一種極性吸附劑,可以吸附一些分子直徑較小的常見的有機(jī)污染物,如酚類、苯胺、氨基酸等。沸石還是一種比較理想的生物載體,對水體中的細(xì)菌等微生物具有富集作用。如果沸石與活性炭聯(lián)用或者沸石與臭氧聯(lián)用對污水的處理效果會更佳。沸石還可用于硬水軟化,經(jīng)沸石處理后的軟化水的水質(zhì)可達(dá)到了工業(yè)鍋爐和一般生產(chǎn)部門的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),沸石的離子交換能力甚至可以超過磺化煤。
?二、含重金屬廢水處理
工業(yè)廢水中常見的有毒重金屬如Hg、?Pb、?Cd、Ni、?Cu、?Zn等對生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害, 進(jìn)入環(huán)境后不能被生物降解,并參與食物鏈循環(huán),最終在人體、動物體內(nèi)積累,破壞生物體正常的生理代謝活動,嚴(yán)重危害人體健康。傳統(tǒng)的處理重金屬污水的方法有離子交換法、活性炭吸附法、膜分離法、混凝法、氧化還原法和化學(xué)沉淀法等,但每種方法都有其局限性,比如成本、再生和回收等問題。沸石層間的陽離子可與Pb、?Cd、?Zn、?Mn等金屬離子發(fā)生離子交換,去除多種重金屬,以凈化工業(yè)廢水。
三、低放射性廢水處理
天然沸石有很強(qiáng)的耐核裂變輻射的能力,早在1978年就有人研究了天然沸石對Cs、?Sr放射性同位素的提純技術(shù),表明沸石對137Cs、?90Sr有高選擇性交換功能。近年來國內(nèi)外對沸石處理放射性污染水進(jìn)行了深入的研究,李永青等采用人工模擬放射性廢水進(jìn)行了沸石吸附的動態(tài)研究。在去除和純化放射性元素方面,天然沸石比有機(jī)離子交換樹脂更具優(yōu)越性,例如能夠抵抗由電離輻射作用引起的降解、溶解度降低等。
?四、含氟飲用水處理
氟是人體必需的微量元素之一,飲用水適宜的氟濃度為0.5~?1.0mg/L,飲用水中氟的含量過高容易使兒童患氟斑病和氟骨癥。我國高氟地區(qū)水中氟含量嚴(yán)重超標(biāo),高氟水嚴(yán)重危害了人們的身體健康。目前處理飲用水中的高濃度氟離子的方法較多,而沸石吸附法被認(rèn)為是適用性較好的方法之一。于華龍等應(yīng)用陰離子改性沸石進(jìn)行了除氟實(shí)驗(yàn)的研究,發(fā)現(xiàn)改性
后的沸石能有效去除飲用水中的氟離子,具有效率高、投資少、運(yùn)行穩(wěn)定好等特點(diǎn)。
?五、用作濾料
沸石在水處理領(lǐng)域作為濾池填料,用來截留和吸附水中的懸浮物、藻類等污染物,由于天然沸石的破碎磨損率較大,沸石作為濾料在使用前需經(jīng)過一定的預(yù)處理以提高其強(qiáng)度。
總之,天然沸石作為一種重要的非金屬礦物,具有吸附、離子交換、催化等眾多優(yōu)異的物化性能,被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域內(nèi),并且其環(huán)保性能也被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域,因此具有巨大的開發(fā)利用趨勢與前景。