新型环境友好材料——沸石在水处理中的应用

20O7年第33卷第3期March2O07工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvinmmentalProtection·19·新型环境友好材料——沸石在水处理中的应用冯岩于衍真2邱立平2(1．济南大学化学化工学院济南250022；2．济南大学土木建筑学院济南25~z2)摘要沸石由于具有较好的吸附性、离子交换性、催化性、耐酸性和热稳定性，在水处理中能够有效地去除水中的氨氮、有机污染物、重金属离子、氟、磷和含氧酸阴离子，并且在使用和处理过程中不会对环境造成二次污染，是一种环境友好水处理材料。结合沸石的结构和性能特点，综述了沸石在水处理中的应用，总结了在应用方面存在的问题，并展望了沸石作为曝气生物滤池填料的研究方向。关键词沸石水处理环境友好材料吸附滤料TheApplicationofZeoliteintheWaterTreatment‘——NewTypeofEnviromneat——fi-iendlyMaterialFF2qGYanIYUYan—d1dl2QIULi—ping2(1．&hodof咖andc^驴咖，J／nanu,i~／tyJ／nan25O022)AbstractZeoliteis∞ekind0fnewstyleenvironment—fiiondlymaterialwitIlcharacteristics0fabsorption，ion骶chan萨，calalysis，acid—resistanceandthermalstability，whichcaIIefectivdyIIlnlOV~ILWRllonianitn~gon，oi'g~lnicc0硼ps，heavyraetah，fluorides，p．10印I啪andacidanioncontainingoxygenandwon’tbringshoutsec0rId8Iypollutioninthec嘎lIse．InIIigNll~lllncewithitsstructuralandpntmrtydmmcteristies，theapplication0fzeoliteinwal盯treatmentisdescribed，thep~lemsexistedaIesmmarizedandtheresearchorientation0fbido0calfilteringmedialisprospected．Key~rdszeolitewatertrealmentenvinmmem—fiiendlymaterialabsorptionfilteringmedial随着我国国民经济的迅速增长和城市人口的膨胀，生活污水和工业废水大量排放，水污染现象变得越来越严重。如何在水处理中有效地利用新型环境友好材料已是当今环境领域的重要研究课题。天然沸石是一种含水框架结构的多孔硅铝酸盐矿物质，独特的晶体结构使其具有选择性离子交换性能、选择性吸附性能、耐酸性能以及催化性能等特性，同时具有较大的比表面积，在污水的有机物去除，去除氨氮，重金属离子去除，去除氟和磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景，特别是把沸石作为滤料，能够把天然沸石的吸附性、离子交换性能与滤池的过滤、吸附和生物代谢功能有机结合起来，更好地去除污水中的NHs—N，有机物、SS和色度等。把沸石应用到水处理中，在使用和处理过程中不会对环境造成二次污染，是一种环境友好材料。以沸石作为水处理材料，有望研究开发出经济、高效的新型水处理技术与工艺，对解决我国日益严峻的水环境污染及水资源短缺问题，具有重要的现实意义。1沸石在水处理中的研究进展1．1去除氨氮从天然沸石的微观结构可以看出，沸石内部具有很多大小均匀的空穴和通道，它们彼此相连，并与外界相通，在一定的物理化学条件下，具有固定的直径，小于这个直径的物质能被其吸附，同时氨氮为极性分子，其分子小于沸石孔道的直径，因此沸石对氨有很强的吸附能力。沸石对氨氮的去除，还与沸石具有较强的离子交换性能有关，这主要是由于水中的离子极易同沸石晶格中结合不紧的K、Na、Ca等碱金属或碱土金属离子发生交换反应，能够有效地去除水中的N离子。沸石对氨氮具有较大的吸附容量，在平衡浓度相当高的情况下，每克沸石具有吸附15．5g氨氮的极限吸附潜力，其吸附容量约是粘土的2—3倍L1J。天然沸石不但能很好地去除水中氨离子，而且沸石具有很好的重复使用和再生性能，经过18次重复使用和再生，其氨交换容量仅降低了4％[引。目前的研究表明沸石对水中氨氮的去除与沸石的粒径大小、水流流速、温度、初始氨浓度和pH等因素密切相关，而水中有机物对氨氮去除的影响也很大。目前活化沸石用于水处理中氨氮的去除比较活跃，天然沸石经过高温焙烧，酸、盐等处理，既可以增大孔容，又增加比表面积，能够有效提高氨氮的交换容量，并且活化沸