沸石简介:
沸石属于碱土金属铝硅酸盐矿物质,灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”,沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作
用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换,工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和
通道,具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔
,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质,如气体分离、石油净化、处理工业污染等。
沸石特点: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,能使禽畜生长加快,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,常被用于防暴沸。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。
水中氨氮的去除方法
废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。
水中氨氮的去除方法有多种,但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。
沸石选择性交换吸附
沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,为一种弱酸型阳离子交换剂。
在沸石的三维空间结构中,具有规则的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。
斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性,可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。
溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高,NH4+向NH3转化,交换吸附作用减弱;当pH过低,H+的竞争吸附作用增强,不利于NH4+的去除。通常,进水pH值以6~8为宜。当处理合氨氮10~20mg/L的城市进水时,出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100~150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题,亦有采用2%的氯化钠溶液作再生液的,此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液需要进行处理,其处理方法有:(1)空气吹脱吹脱的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸气吹脱冷凝液为1%的氨溶液,可用作肥料;(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分解为N2。
沸石滤料在应用中的注意事项
沸石滤料按使用类别主要分为:饲料添加剂、土壤改良、地砖、水处理等类型。我厂生产的沸石滤料主要应用于工业污水及生活污水中的氨氮、重金属阳离子的去除和交换。并不是所有的沸石都可作为沸石滤料使用。
沸石滤料(斜发沸石滤料)在水处理中需要注意的有以下几点:
1.滤罐或滤池的填装高度,使用单位常根据各自设备的情况来填装使用沸石滤料,有些由于自身设备不足,将沸石滤料当做石英砂等滤料的使用方式使用,将沸石滤料完全分散填装入滤池内,由于滤
池内水量较大,沸石数量不足,所以很难达到水质的预期要求。
2.过滤罐中沸石滤料填装的要求,我厂的沸石滤料氨氮吸附饱和值为170mmol/100g,我们按日处理水量及设计流速来决定沸石滤料的数量。沸石填装通常为过滤罐填装高度的1/2-2/3,填装规格根据出水口的位置确定,自下而上填装,规格从大到小依次填装。流速不宜过快,建议滤速在6-12米/小时;因为沸石滤料与污水要有充分的接触时间。
3.水质的温度:在处理中水体温度过高或过低均对沸石滤料的吸附能力有较大影响,常温下沸石滤料可以充分发挥其作用。
4.规格不适宜;有些单位由于滤罐内的滤网孔径较大,全部选择规格较大的沸石滤料,这样也是不行的,这样造成沸石的总接触面积较小、孔隙率较大,污水不能与更多的沸石滤料接触而快速的流出过滤装置,这样是起不到较大作用的。建议使用规格为1-2mm、2-4mm、3-6mm配合使用。注:使用中沸石滤料规格不宜太过规整。
5.沸石的再生处理,如一个日处理水量达3000立方的工厂,氨氮含量约为300ppm左右,降低到10ppm排放标准,所需沸石总量约为60-80吨左右。再生条件:如有反冲洗装置,可用8-10%浓盐水或5-8%NaOH溶液进行逆流反冲洗完成再生要求。如没有反冲洗条件可将吸附饱和的沸石浸泡于8-10%浓盐水或5-8%NaOH溶液中,浸泡时间约1-2小时,如有烘干、焙烧条件,其再生效果更好。
6.处理效果:为了更好的吸附水中氨氮,对于单位时间内水处理量较大的企业建议将足够的过滤罐或滤池串联使用,对氨氮污水尽量二次或三次过滤。
沸石是分布广泛的多种沉积岩和低级变质的重要造岩矿物,是一种架状结构的碱土金属铝硅酸盐矿物质,内部充满了细的空穴和通道,比蜂房要复杂得多,化学组成也相当复杂,成为当今十分重
要的新兴矿产资源;沸石以独特的吸附、离子交换和催化性能,为沸石的利用开发提供了广阔的前景。
沸石的性能:我厂生产的沸石颗粒为乳白色和砖红色,沸石粉为白色和乳红色;主要性能是机械强度高、吸附能力好、离子交换能力强、催化速度快,活性高、耐酸碱,用途广泛。
沸石的用途:用于水质改善、污水处理、土壤改良、环保绿化、湿地改造、禽畜饲料、建材材料、医药材料、及化工、轻工等方面都广泛应用。
沸石滤料(天然沸石、斜发沸石)
我厂生产的沸石滤料,以优质斜发沸石为原料经选矿、破碎、造粒、筛分、等加工而成,此产品机械强度高、吸附能力好、离子交换能力强,主要用于生活用水和污水处理,对水中的氨氮离子去除效
果非常好,并能有效除去氟离子和磷、铅、铬、亚硝酸盐等元素;对中小型锅炉用水的软化处理,除去水中的重金属离子及钙、镁离子,从而减少锅炉内水垢的生成,减轻水侧金属的腐蚀,延长锅炉
的使用寿命都有一定的效果。失效后的沸石可用浓盐水浸泡、逆流再生后重复使用。另外:沸石滤料在石油化工、环保、建筑、建材,农业、畜牧业等不同行业也广泛使用。
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