沸石的種類多種多樣,且結(jié)構(gòu)復雜,是一種含有水和堿(或堿土金屬)的鋁硅酸鹽礦物, 具有多孔道的架狀結(jié)構(gòu)。它天然無污染,有廣泛的資源,大量的儲備,價格便宜且易于獲得,?并且可以通過再生來重復使用。1756 年,天然沸石被首次發(fā)現(xiàn)。
天然沸石的獨特性使其具有多種特點,例如可以吸附、離子交換、分離、耐酸堿、耐輻射、干燥和催化等。因此它可廣泛用于環(huán)境保護、化學工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、輕工業(yè)、石油加工、建材工業(yè)和高科技尖端技術(shù)等領(lǐng)域中。天然沸石在環(huán)境污染治理方面具有很大的潛力,尤其是在廢水處理領(lǐng)域有著廣闊的應用前景,可以有效地脫氮、除磷、除氟、除有機污染物和除重金屬污染物等。
一、天然沸石脫氮
含氮廢水的處理對于防止水體富營養(yǎng)化尤為重要。目前,實現(xiàn)工業(yè)廢水的脫氮方法主要有生化方法、物理化學方法、沸石吸附方法和離子交換方法等。沸石骨架中存在某些空穴和孔隙,這決定了它們具有吸附和離子交換作用。沸石除去氨氮的機理是非離子氨的吸附和離子氨的離子交換。通常認為非離子氨的吸附是主要的,因為氨是極性分子,并且沸石的表面帶負電,因此其對氨具有較強吸附作用。
專家研究了天然沸石對氨氮廢水吸附特性的實驗,結(jié)果表明,?沸石吸附氨氮過程的最適pH為7-8;沸石對氨氮吸附容量與比表面積和總孔體積的大小有較大影響并且呈正相關(guān)關(guān)系;沸石的投加量越大,其去除氨氮的效率越高;而沸石對氨氮的吸附容量隨著沸石投加量的改變則與之相反。
二、天然沸石除磷
研究人員通過研究沸石的除磷性能實驗表明,沸石具有吸附劑的功能且能夠除磷,即使?pH?值較廣時,沸石也可有效去除廢水中的磷,當沸石投加量、原水磷的濃度、磷的各種存在形態(tài)有所變化時,磷去除率也隨之改變。而部分研究人員研究了天然沸石除磷的影響因素實驗,結(jié)果表明,沸石對磷的去除率隨著沸石用量和接觸時間的增加而增加,達到峰值后再投加沸石和增加接觸時間,去除率逐漸下降。
三、天然沸石除有機污染物
???由于工業(yè)的迅猛發(fā)展,例如有機工業(yè)、精細化工和高分子工業(yè)的迅速發(fā)展,使得水中有機污染物更加復雜和繁多。天然沸石能夠去除廢水中的有機污染物是因為其吸附能力主要由有機物分子的極性和大小所決定。其中沸石更容易吸附極性分子和較小分子直徑的;此外,如果有機物分子含有極性基團或可極化基團,?其可以強烈地吸附在沸石的表面上并因此被去除。通過實驗利用活性炭、沸石來去除飲用水中的有機污染物,結(jié)果表明,沸石可以代替一些活性炭作為吸附劑,沸石深度處理飲用水的能力部分甚至優(yōu)于活性炭。
?????當前,天然沸石對污染廢水的處理應用逐漸從實驗室到工業(yè)化的轉(zhuǎn)變,可以廣泛應用于生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。