沸石滤料制备及在生物滤池处理污水的应用
沸石滤料制备及在生物滤池处理污水的应用 沸石种类繁多，结构复杂，具有吸附分离、离子交换、催化、耐酸碱、耐辐射和比重小等特点，但天然沸石孔穴易被其他杂质阻塞，相互连通的程度较差，造成其吸附能力较差；通过对沸石进行高温活化处理，可以提高其水处理性能，因此活化后的沸石可以被用作吸附剂来去除水中的氨氮，***离子以及某些阴离子污染物。 活化后的沸石其孔道连通性增强，孔隙率提高，有助于微生物的附着生长，可以将颗粒状沸石用作曝气生物滤池的滤料，由于颗粒状沸石的形状不规则，直接用作曝气生物滤池的滤料，堆积过于密实，造成滤池水头损失过大，曝气不均匀，反冲洗周期短等缺点。对此，需要以天然斜发沸石为主要原料，添加粘合剂，成孔剂等制备出一种免烧型球型复合沸石生物滤料，该滤料孔隙率高，形状规则，并能够将沸石的吸附和离子交换性能与曝气生物滤池的生物代谢功能有机结合起来，提高曝气生物滤池处理污水的效果。 天然斜发沸石经105-110℃下活化2h后冷却，入球磨机球磨制得沸石粉，过80目标准筛，按一定比例添加成孔剂、粘合剂，混合均匀后，喷雾加水，利用手动成球机滚动成球，形成粒径3-5m的规则球状滤料，取出，入恒温养护箱，保持温度25℃，湿度99%，养护3-7d取出、漂洗，烘干后得成品。 对沸石进行适当的加热，可以使沸石结构内部的结合水及有机杂质逸出，增加沸石的孔穴连通性，提高其吸附与离子交换性能，过高的温度及过长的活化时间会造成沸石内部孔洞坍塌而降低其吸附与离子交换性能；成孔剂添加量决定着复合沸石滤料的孔隙率的高低，但是过量的添加成孔剂势必造成复合沸石滤料机械强度的降低；同时沸石粉的添加量决定着复合沸石滤料对氨氮的吸附容量。
沸石在水处理领域的应用
沸石在水处理领域的应用 近年来，由于沸石独特的物理、化学特性，使得它在水处理各个领域中得到了越来越多的研究和应用。沸石是一族含水铝硅酸盐矿物，一般可用化学式(M,N2)O2·Al2O3·nSiO2·mH2O表示，式中M、N2分别代表二价和一价的阳离子。在水处理领域广泛应用的主要是斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等。沸石的粒径有很多规格，大的可达几cm，小的可到几μm。沸石的基本结构是以Si为中心，形成4个顶点有氧配置的SiO4四面体以及Al取代Si并置换成AlO4四面体的结合体，硅(铝)氧四面体通过中间的氧原子相连接，在三维空间上可形成多种形状的规则四面体构成沸石的空穴或笼，这些空穴和笼以不同形式连接则构成了沸石的孔道体系。在沸石的空穴和孔道中占据着阳离子和水分子。 沸石具有良好的离子选择交换性能，特别是对氨离子，氨氮是给水处理中***去除的对象之一。沸石还是一种极性吸附剂，可以吸附极性有机物，同时沸石对***还有富集作用，是一种理想的生物载体。利用生物沸石反应器处理微污染原水，经长期运行测试，生物沸石反应器对氨氮、NO2-N、Mn、有机物、色度、浊度平均去除率分别为93%、90%、95%、32%、77%、72%。通过对比实验表明，沸石具有和生物活性炭、生物陶粒一样的性能，并在去除氨氮方面表现出更优越的性能，为微污染水源水的净化提供了一种新材料和途径。 我国沸石资源丰富，分布广，产量大，所以沸石在水处理领域的应用有着其他矿物质无法比拟的优点，在水处理领域中有着很好的应用前景。并且，在未来研究学者将沸石的吸附作用与其他技术相结合处理污水的有效方法，利用沸石独特的特性联合其他处理工艺，达到各自的优势互补。
阳离子表面活性剂的浓度低于临界胶团
沸石的孔径尺寸通常小于阳离子表面活性剂的分子大小，因此采用阳离子表面活性剂溶液对沸石进行改性时阳离子表面活性剂仅被负载到沸石的外表面。阳离子表面活性剂主要是通过阳离子交换作用和疏水作用负载到沸石表面。当溶液中阳离子表面活性剂的浓度低于临界胶团浓度时，阳离子表面活性剂主要通过阳离子交换和静电吸引作用以单分子层形式被负载到沸石的外表面;当溶液中阳离子表面活性剂的浓度高于CMC且存在足够的表面活性剂量时，阳离子表面活性剂主要通过静电吸引作用和疏水作用以双分子层形式被负载到沸石的外表面。
沸石对生活污水氨氮处理的优势
沸石对生活污水氨氮处理的优势 选择沸石去除氨氮主要是利用沸石对阳离子的选择换吸附能力以及可以再生的特性。沸石的选择换吸附能力既要依靠表面的色散力，也要依靠内部较大的静电力。由于沸石晶格孔穴中分布有阳离子，部分结构也具有负电荷，从而形成强大的电场，吸附能力很强，因此对氨氮具有较大的吸附效应。此外，沸石还具有强大的离子交换性能。沸石孔穴的直径为0.6-1.5nm，而铵离子直径约为0.286nm，这就使得离子态的氨氮能够通过沸石中的孔穴和通道到达沸石表面，与沸石晶格中的Ca2 、Na 等阳离子发生交换，将其置换下来，使水中的氨氮量减少。为了更好地去除废水中的氨氮，可以对沸石进行改性来提高沸石对氨氮的吸附能力。 另外，通过实验结果表明，沸石的粒径大小对氨氮的吸附效果有显著的影响。天然沸石的粒径越小，滤液中氨氮的浓度越低，沸石对污水中氨氮的去除能力越高，其中粒径1-2mm的天然沸石对氨氮的吸附率变化范围相比粒径3-5mm的天然沸石可提高近20%。这是因为其它因素相同的实验条件下，沸石的粒径越小，其单位面积的沸石与污水水样的接触面积就越分散，比表面积相对越大，水中的分子态和离子态氨氮更容易与沸石接触，吸附交换的速率就越大。而粒径较大的沸石易达到动态吸附平衡，对氨氮的吸附效果相对较差，吸附容量较低，氨氮去除率就越低。 总之，沸石是一种效果稳定、绿色环保的水处理吸附剂，经改性后的沸石性能好、处理，适合用于综合治理污水等工程，具有较强的废水污染物处理能力，如对生活污水中的磷化物，工业废水中的***离子、有机物等污染物有明显的去除效果，因此符合我国环保发展理念，值得开发与推广应用。
