沸石在水处理中的作用与效果沸石在水处理中的作用与效果
过滤是城镇给水处理、污水处理中的重要工序，是保障水质达标的重要手段。适宜的滤料是影响滤池发挥效能的重要因素，是关系滤池结构形式、运行成本和正常操作的关键因素。天然沸石作为一种多孔性的矿物材料，它具有较大的孔隙率和比表面积的特性，并且具有良好的吸附性能和选择性离子交换性能，极性分子和细菌容易富集在其上。
一、沸石化学结构与特性
沸
纳米沸石
沸石在水处理中的作用与效果
沸石在水处理中的作用与效果
过滤是城镇给水处理、污水处理中的重要工序，是保障水质达标的重要手段。适宜的滤料是影响滤池发挥效能的重要因素，是关系滤池结构形式、运行成本和正常操作的关键因素。天然沸石作为一种多孔性的矿物材料，它具有较大的孔隙率和比表面积的特性，并且具有良好的吸附性能和选择性离子交换性能，极性分子和细菌容易富集在其上。
一、沸石化学结构与特性
沸石的基本结构是四面体的结合体，其中Si原子为结合体的中心，4个顶点为有氧配置的SiO4及AlO4，硅(铝)氧四面体是依靠中间的氧原子相连接。沸石中空穴或笼是在三维空间上形成多种形状的规则四面体构，这些空穴和笼通过不同形式连接就构成了沸石的孔道体系。阳离子和水分子是在沸石的空穴和孔道中占据着。沸石的粒径规格型号很多，差别也很大，从几cm到几μm不等。
二、沸石在水处理领域的应用
沸石在应用上具有价廉、环境友好和的特点，被广泛用作催化剂、吸附剂、离子交换剂和改良剂，在污水处理方面得到了广泛的研究和应用，特别是在高氟水、污水等方面取得了巨大成效。
应用沸石处理污水中的氨氮、有机物、金属离子等的作用机理主要为吸附作用和离子交换作用，这两种作用可同时发生或单独发生，其主要与污染物的特性有关。
沸石在水处理中的作用与效果
具体来说，沸石可以应用在以下几类水处理领域中：
1.在给水和微污染水处理中的应用
沸石具有表面粗糙，比表面积大，吸附能力强等特点，其可以在给水处理中作为滤池填料，属于天然轻质滤料。沸石可用来截留和吸附水中的悬浮物、藻类等污染物，降低出水浊度。
首先，氨氮是水源中的主要污染物，是净水处理中重点去除的对象之一。沸石具有良好的离子选择交换性能，对氨氮去除效果会更加明显，所以可以用沸石处理微污染原水；
其次，沸石是一种极性吸附剂，它对极性有机物有较好的吸附效果；
再次，沸石还是一种比较理想的生物载体，对细菌具有富集作用。
斜发沸石是怎样合成的
斜发沸石是怎样合成的？斜发沸石有哪些作用？
斜发沸石(Na6[Al6Si30O72]·24H2O)是自然界中分布广的沸石矿物之一，由于其特有的吸附和离子交换的特性，已被应用到海水及卤水提钾、气体净化、污水处理等多个领域。但是由于斜发沸石中无定型物质及其它结晶产物的存在，使其难以发挥吸附及离子交换性能。研究表明，高纯度的合成斜发沸石及其可控制的Si/Al可以有效地提高沸石吸附和离子交换能力。
（1）Na-斜发沸石的合成
将偏铝酸钠、NaOH置于烧杯中加入适量去离子水，加热搅拌15min得到澄清溶液。然后将制得的澄清溶液缓慢倒入硅溶胶中，强力搅拌1h。加入质量分数为10%和28%的晶种，30℃恒温搅拌18h。将搅拌后的硅铝酸溶胶倒入35mL高压反应釜中，在140℃的条件下晶化144h得到Na-斜发沸石。
（2）(K,Na)-斜发沸石的合成
将一定比例的NaOH、KOH、Al(OH)3和去离子水搅拌均匀后在高压反应釜中反应3h制得澄清的偏铝酸盐溶液。然后将白炭黑及剩余的去离子水加入到偏铝酸盐溶液中，强力搅拌1h。加入质量分数为10%的晶种，30℃恒温搅拌18h。将硅铝酸溶胶倒入35mL高压反应釜中在140－180℃的条件下晶化24-144h得到(K，Na)-斜发沸石。
沸石的改性及对氨氮吸附特征分析
沸石的改性及对氨氮吸附特征分析
人类对资源环境的开发利用强度正在不断增加，含大量氮、磷的农业废水和生活污水不断地排入江河湖泊中，导致地表水体富营养化，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体(DO)下降、水质恶化，造成鱼类等生物大量，在污染水体和污水里，NH4+在各形态氮中所占比例很高，我国在“十三五”期间将氨氮列为主要控制污染物之一。因此，研发、灵活的脱氮处理技术成为水污染控制领域的重点。含NH4+废水的处理方法主要有生物法、吹脱法和离子交换吸附法。其中离子交换吸附法工艺在室温下就可正常运行，且占地面积小、操作简单，因此被较多采用。
沸石作为一种天然矿物在我国广泛分布且已在环境保护中得到广泛应用。天然沸石具有单斜晶体结构，主要是指有分子筛性质的硅氧四面体和铝氧四面体。目前在水处理领域应用的为斜发沸石，其化学通式为(K2，Na2，Ca)3Al6Si30O72·21H2O。沸石对于尺寸小于其孔径的分子(如NH4+)有较高的选择吸附特性，因此具有分子筛的作用，并且其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。
沸石滤池的净水作用是什么改进和强化传统的常规水处理工艺
沸石滤池的净水作用是什么？
改进和强化传统的常规水处理工艺是目前控制水厂出水有机物含量的、可行的手段。沸石是一种天然的多孔矿物，有很大的比表面积，具有吸附能力强，表面粗糙等特点。本项研究是采用一种的工艺方法，即用经活化后的天然沸石吸附剂代替传统砂滤池中的砂滤料，使滤池除具有过滤去除水中浊度的作用，同时还可去除水中有毒的重金属离子和部分溶解性的有机物。
由于沸石滤料的形状不规则，具有较大的孔隙率。试验结果表明，在相同滤速条件下，沸石滤层的水头损失比石英砂滤料可减少15%。
滤池经过一段时间的运行，由于出水浊度增加或水头损失升高，需要进行反冲洗以恢复滤池的工作。试验表明，对试验所用的沸石粒径反冲洗强度采用10L/s·m2，即可达到30%的膨胀率，满足滤池反冲洗的要求。而石英砂达到同样的膨胀率，需冲洗强度约12L/s·m2。试验期间，进水浊度一般10NTU，若过滤终点控制在出水浊度不大于3NTU时，过滤周期可达到24-30h，经约5min的反冲洗后，过滤出水浊度即能保持在3NTU以下。试验期间，未觉察到沸石滤料有破损现象。由试验可知，用沸石作为滤池滤料，不仅能满足过滤及反冲洗性能的要求，还可以节省反冲洗水量，降低运行费用。
为考察在相同粒径的条件下,沸石和石英砂去除浊度效果的差别,对投加混凝剂并经沉淀浊度在5-10NTU的沉淀水进行过滤除浊对比试验。在相同的滤层高度和滤速(8m/h)的条件下，试验结果见图2。可知，沸石过滤去除浊度的效果均明显好于石英砂，这与滤料的外表面的性质有关。沸石的外表面较石英砂要粗糙得多，具有更好的过滤水中悬浮固体和胶体物质的性能。因此，采用沸石代替砂滤池中的砂滤料,不会降低砂滤池原来去除浊度的主要功能。
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