沸石在水处理中的应用与展望_崔丹

第26卷第1期市政技术Vol.26No.12008年1月MunicipalEngineeringTechnologyJanuary,2008收稿日期:2007-08-13作者简介:崔丹(1976-),女,湖南衡阳人,工程师,硕士,研究方向为环境工程。1沸石的形成及结构特点1756年在冰岛玄武岩杏仁状孔隙内,瑞典矿物学家Cronstedt首先发现一种透明的矿物,因其加热时出现发泡沸腾现象而被命名为“沸石”。从地质学上讲,沸石的形成是在内力地质作用中形成于晚期低温热液阶段,主要见于岩浆岩的裂缝或杏仁体中,与方解石、石髓、石英等共生。在外力地质作用中,沸石矿物分布很广,特别多见于有火山碎屑形成的沉积岩中。沸石是一族具有连通孔道的呈架状结构的含水硅铝酸盐矿物。按生成方式,分为天然沸石和人工合成沸石两大类。其化学通式可表示为:MXDy[Al(x+2y)Si(x+2y)O2n]·mH2O。其中,M为碱金属或其他一价阳离子,D为碱土金属或其他二价阳离子,M、D均为可交换性阳离子。构成沸石骨架的最基本结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体,在这种四面体中,中心是硅(或铝)原子,每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子,各个硅氧(或铝氧)四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来,形成架状硅铝氧骨干的晶体结构。沸石晶体内部有很多大小均一的孔穴和通道,其体积可占沸石晶体体积的50%以上,孔穴通过开口的通道彼此相连,这就使沸石的表面积巨大(400～800m2/g沸石),具有良好的吸附性能;沸石构架上的平衡阳离子与构架结合的不紧密,极易与周围水溶液里的阳离子发生交换作用,这就使沸石具有离子交换的性能;沸石微孔孔径分布均匀,且大多在10nm以下,与一般物质的分子大小相当,因而具有分子筛的选择吸附性能。2沸石在水处理中的应用2.1天然沸石在水处理中的应用沸石具有很大的比表面积和离子交换容量,吸附性能好,可用于水中浊度、有机物、氨氮、重金属和氟等污染物的吸附处理。李德生等用粒径为0.5～2mm的沸石滤料对黄河原水进行处理,结果表明,沸石滤文章编号:1009-7767(2008)01-0036-04沸石在水处理中的应用与展望崔丹(广州市自来水公司,广东广州510600)摘要:沸石因具有独特的架状结构而表现出良好的选择吸附和离子交换性能,在水处理中有广阔的应用前景。在介绍了沸石的形成和结构特点的基础上,对其在水处理中的应用研究情况及其吸附水中污染物的机理和影响因素进行了综述,并对其在水处理中的应用前景作了展望。关键词:天然沸石;改性沸石;人造沸石;水处理中图分类号:X703.5文献标志码:AApplicationandProspectofZeoliteinWaterTreatmentCuiDan(WatersupplycompanyofGuagnzhou,Guagnzhou510600,China)Abstract:Zeolitehasawideapplicationprospectinwatertreatmentbyreasonofthewellpropertiesofselectiveadsorptionandionexchangeforitspeculiarcagestructure.Basedontheintroductionoftheformandstructurecharacteristicsofzeolite,theappliedresearchinwatertreatmentanditsmechanismofadsorbingthecontaminationinwater,andtheinfluencefactorsweredescribed.Theapplicationprospectinwatertreatmentwasalsoexpected.Keyword:naturalzeolite;modifiedzeolite;artificalzeolite;watertreatment2008年第1期料对浊度、CODMn和NH3-N的去除率分别为70%～80%、10%～15%和95%[1]。Rozic等研究了用天然沸石去除水溶液中的NH4+-N,在质量浓度为100mg/L的条件下,NH4+-N最高去除率达到了61.1%[2]。Vaca-Mier等采用天然斜发沸石间歇式反应器去除水溶液中的Pb2+、Cd2+、Cr6+,在酸性条件下,Pb2+和Cd2+的去除率在95%以上,但在碱性条件下,Cr6+和Pb2+、Cd2+、形成重铬酸盐,明显降低了Pb2+和Cd2+的去除效率[3]。Anderson比较了高硅沸石MOR和ZSM-5对水体中的MTBE、CHCl3和TCE的去除效果,发现它们各自的去除率依次为96%和63%、38%和78%、77