沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机物分子的极性和大小。含有极性基团的有机物分子能与沸石表面发生强吸附作用,易被吸附。例如,带有—COOH、>C=O、—NH2等官能团的有机物有可能被沸石吸附,得以部分去除。其他一些常见的有机污染物如酚类、本胺和氨基酸等多有极性,分子直径适中,可望被沸石吸附。用固定床吸附柱方法研究天然沸石去除水中致色有机物的效果。结果表明,天然沸石对自来水中致色有机物有明显去除效果。
目前正在研制使用的分子筛膜或沸石膜处理引用水中的污染物时,不但可以去除水中的消毒副产物,还可以去除三卤甲完类的消毒副产物。利用静态和动态方法,用天然沸石对焦化厂含酚废水进行处理的结果表明,通过改性可以提高天然沸石对含酚废水中本酚和COD的去除效果。
沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。
任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连,即共用一个氧原子,而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连,其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅,可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,沸石滤料批发,使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。
世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色,有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻,这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道,比蜂蜜房要复杂得多。假如把沸石比作旅馆,那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”!的这些房间能根据“旅客”(分子和离子)的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾,不会让“胖子”到“瘦子”的房间去,也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性,人们用它来筛选分子,获得很好的效果。这对在工业废液中回收铜、铅、镉、镍、钼等金属微粒具有特别重要的意义。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉,能使家禽长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防爆沸。在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。
沸石滤料是决定生物过滤工艺运行效果的基础,是保证出水水质的关键。沸石滤料的物理特征、化学稳定性、有无生物、孔隙率、粒径、吸附特征、材质等对微生物的附着生长和反应器效能有着重要的影响。沸石滤料不仅要具有足够的机械强度和化学物理稳定性,比表面积和粗糙度亦是选择沸石滤料的关键因素,而且其费用基建投资中占有相当大的比重。沸石滤料作为微生物的载体,不仅影响生物反应器内所含有的微生物量,在一定的水力负荷和曝气强度下,还对反应器内传质条件和氧的利用率有明显影响。
沸石滤料选择关系到污染物的去除效果、运行耗能状况、工程基建投资、巩义构筑物制作安装生产以及维护管理等多方面问题,因此沸石滤料应具备以下条件:
1、 足够的机械强度,具有一定的物理化学稳定性;
2、 比表面积大、表面粗糙、微生物易于附着,老化生物膜可以及时脱落;
3、 适合的颗粒松散容重,易于使水流均匀流动;
4、 对有机污染物、氨氮等污染物具有一定的吸附能力;
5、 沸石滤料来源广泛,沸石滤料价格,价格低廉,可以控制投资成本。
今后的水处理技术将越来越重视将物理、化学、生物等多种方法有机结合,充分发挥各种技术方法的特点达到优势互补综合治理的效能。针对目前水源水质处理现状,特别是对季节性重污染水源水处理的沸石滤料选择,充分发挥沸石滤料自身所具有的性能将是保证水质*的有效手段。综合考虑各方面因素,选用在来源广泛,安庆沸石滤料,性能较好地颗粒活性炭、沸石沸石滤料、无烟煤沸石滤料进行研究,以期为工程实例中确定适合的技术提供基础资料,为日后工程运行管理积累经验。
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