沸石在水处理中脱氮应用现状分析 current situation of the application of zeolite to nitrogen removal in water treatment.pdfVIP

能源研究与信息 and No．12009 第25卷第1期 ResearchInformation Vol，25 Energy 文章编号：1008—8857(2009)01-0005-06 沸石在水处理中脱氮应用现状分析 粪小车i，杨浩明·，王瑞璞2 (1．上海宏成实业发展有限公司，上海200231；2．上海理工大学环境工程系，上海200093) 情要：沸石是一种天然、无毒无害、无污染的环境友好型材料，采用沸石处理水有许多其 它方法无法比拟的优点。利用沸石的吸附与离子交换性质去除污染物具有工艺简单、操作方 便、高效快速以及无二次污染等优点而倍受人们关注。首先分析了天然沸石在水处理中的脱 氮应用情况，然后针对天然沸石存在的问题，对目前的解决方法进行了分析和研究，最后提 出生物再生改性沸石，可较好地解决沸石脱氮在水处理工程中推广的瓶颈问题． 关键词：沸石；水处理；改性：再生 中图分类号：X701 文献标识码：A 沸石在我国资源丰富，成本低廉，是当今应用最广泛的一种非金属矿物材料之一。沸石 的结构决定它本身具有独特的吸附性、催化性、离子交换性、离子的选择性、耐酸性、热稳定 性、多成分性，以及很高的生物活性和抗毒性等。沸石内部有许多大小比较均匀的孔道和通道， 孔容积有时可达沸石体积的50％以上，具有较好的吸附和离子交换性能。利用沸石吸附和离 子交换性能脱除废水中的氨氮不仅是可行的，而且在处理过程中不会对环境造成二次污染。但 是作为一种吸附材料，在水处理过程中沸石达到吸附饱和后的再生，仍然是目前研究的热点问 题。因此，本文就沸石在水处理中脱氮应用方面的研究进展进行探讨，这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 天然沸石在水处理中脱氮应用 沸石是天然硅铝酸盐矿物的名称，是具有(四面体)骨架结构的铝硅酸盐，其骨架中的每 ～个氧原子都为相邻的两个四面体所共用。这种结构形成了可为阳离子和水分子所占据的大孔 穴。这些阳离子和水分子有较大的移动性，可以进行阳离子交换和可逆的脱水。其理想的化学 组成为【ll Mz,xO·A1203·nSi02·mH20 式中，M分别为一价和二价金属(通常为钠、钾、钙、锶、钡等)，x。为金属M的价态；^为 沸石的硅铝比：m为水分子数。 收稿日期：2008-i2-25 作者简介：龚小平(1957一)，男(汉)，工程师，gongxp．cool@163．com。 基金项目：上海市科委重点科技攻关项目(08231200600) 万方数据 6 能源研究与信息 2009年第25卷 由于天然沸石的产地、组成成分及各成分的比例不尽相同，最终导致天然沸石脱氮的性 能也不尽相同。沸石对于氨氮的离子交换和吸附作用效果较好，但对于硝酸盐氮的作用小显著。 因此，沸石对于总氮的去除也主要是通过降低氨氮的含量，从而降低总氮的含量。 对比山东、河南、浙江、河北四地的沸石对氨氮的吸附容量，由大Nd,依次是：浙江 河北河南山东f2】。其中，产于浙江缙云的天然斜发沸石粒径为2～3．2mm，对氨氮吸附最 二者占交换总量的96％以上”J。 目前沸石在水处理中的应用大多数都是针对微污染河道水、景观水、二沉池出水等含氮 量不高的水体，目的在于脱氮控制水体富营养化趋势。从应用方式上分，有以下三种方式。 (1)作为滤料和填料 这是目前最为广泛和成熟的沸石应用方式。在传统方法中，往往污水经过生化后采用石 英砂等材料进行过滤。很多研究利用沸石过滤柱取代石英砂，不仪具有石英砂过滤上除浊度的 功能，而且可以高效除氮。 方升华【4】对比研究了砾石、砂子和沸石在不同氮磷水平下对氮的强化吸附性能，并对其吸 附机理进行了初步探讨。试验结果表明：对于氮的饱和吸附能力依次为沸石砾石砂子。沸 石对氨氮、悬浮物的去除效果明显优于石英砂，对有机物的去除效果与石英砂基本相同，且水 头损失小，运行周期长