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。
另外,沸石可以强化活性污泥系统对有机物和氨氮的去除率,投加沸石粉质量浓度为50 mg/L,可使COD 去除率提高约 10%,氨氮去除率提高 15%。沸石强化活性污泥系统对于氨氮的冲击具有明显的耐受性,投加沸石使得曝气池中的硝化***类群增加,硝化速率提高,出水的NO2-N浓度明显提高。分子生态学分析表明,投加沸石后活性污泥系统中微生物的DNA 多样性、丰富度和均匀度均有所提高。将斜发沸石粉投加到活性污泥工艺的曝气池中进行小试规模的研究,沸石粉,由于沸石粉表面附着生物膜,当系统的有机负荷率提高,微生物浓度也随之增大,两者成线形关系。对于质量浓度为4000 mg/L的沸石平衡浓度的系统,MLVSS质量浓度达到了 4 720 mg/L,能够显著提高有机物去除速率,系统相对来说表现出更高的硝化速率,且受碳氮比的影响很小,沸石粉生产,硝化能力提高了 38%。
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。
沸石在工业中的用途
一、斜发沸石
在岩石致密结构处的斜发沸石,多呈似状板片集合体微形态,而在孔隙发育处,可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体,饲料沸石粉,宽可达20μm,厚5μm左右,端部约呈120度角,有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。
二、丝光沸石
SEM特征微形态为纤性状,纤丝般细直或稍有弯曲,直径约为0.2μm,长度可达几μm,可为自生矿物,但也见到在蚀变矿物外缘,呈状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。
三、方沸石
SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形,晶面多呈4、6边形,晶粒可大至几十μm,EDX谱特征元素为Si、Al、Na,可以有少量Ca。
四、菱沸石
SEM特征微形态短菱柱形大小可从1μm到几μm,EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。
天然沸石用于土壤改良始于20世纪60 年代的日本,在前苏联于上世纪80年代就已经将天然沸石作为非传统农用矿物原料进行推广。在1972年,中国***于浙江省缙云县发现沸石矿,沸石粉,后相继在河北、辽宁、广西、山东、内蒙古、黑龙江等省区均发现了较大储量的沸石矿床并在农业生产上进行了应用试验。天然沸石具有较高的阳离子交换能力(CEC)、保水能力(WHC)及吸附特性,在我国分布广,易采等优势,因此用于土壤改良有着广阔的前景。
在农业领域中,沸石可作为吸附土壤中盐基离子和***离子的良好载体,大小不同的孔隙使沸石具有很高的选择性阳离子交换量,并含有Ca、Mg、Na、K、Fe、Cr等20余种植物生长所需的常量和微量元素,所以沸石也常常被用作土壤或无土栽培基质的添加剂,提供作物和花卉生长所需的养分。此外,沸石和改性沸石也被作为吸附剂和中和剂用于土壤治理和土壤改良,达到吸附***、消除毒的作用,应用前景广泛。
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