盐改性沸石对模拟废水脱氮除磷效果研究
摘要：氮磷营养盐造成的水体富营养化问题日益严重，天然沸石经有机物改性后，对水中的污染物的去除能力有了很大的提高。概述了沸石的性能以及几种改性沸石机理,着重介绍盐改性吸附试验比较了改性前后沸石脱氮除磷的效果。
关键词：沸石； 改性沸石； 脱氮除磷；吸附实验
一、文献综述
近年来水污染越来越严重，发展趋势不断上升，水体富营养化是水体污染的一个重要方式，而磷是导致水体富营养化的主要营养元素之一。水体中磷的含量过高，就会导致藻类大量繁殖，极大地消耗水体中溶解氧。在分解的过程中，许多藻类产生毒素，通过生物链危害人类健康。因此，对低浓度含磷废水处理的研究对水体富营养化的治理具有较强的现实意义。很多相关文献中报道了沸石对于水中的氨氮有着较好的去除效果，沸石对于离子具有很高的选择性和离子交换能力，目前已在水处理中得到应用。而利用沸石去除磷的研究较少，近年来利用无机盐对沸石进行改性去除水中的磷的研究已成为一种趋势。工业废水和生活污水中的氮和磷含量较高而排入相对封闭的水中，会引起富营养化，导致水体水质恶化或湖泊退化。因此，对除磷脱氮的研究己成为污水处理的热点。我国天然沸石资源丰富川，有二十二个省、市、自治区有沸石矿床，但作为水处理剂的开发研究刚刚起步。沸石以其独特的组成和结构，对水中的色度、氮磷、氟、砷、重金属离子等都具有一定的交换吸附性能。但直接利用这些天然矿物并不能充分发挥其高效的吸附性能，而经过物理和化学方法改性处理后，其吸附交换性能显著提高。因此，以价廉易得的天然沸石为原料，研制新型、高效、经济的水处理剂去除水中的氮磷，对于解决我国水资源再生利用问题无疑具有十分重要的社会经济意义。
1.1 沸石
天然沸石是一族具有架状结构的含水多孔性碱或碱土金属硅铝酸盐矿物，由硅氧四面体均匀地叠加而成，其中部分SI被替代形成铝氧四面体，沸石内部含有大量平衡电荷的碱金属和碱土金属的离子。其结构基础是硅铝氧四面体，硅铝氧四面体在平面上通过氧桥连接形成各种密封环，各种密封环再通过氧桥在三度空间相连接形成各种形状规则的多面体，构成了沸石的空穴或笼，这些笼或环在三度空间以不同方式连接组合，又形成了沸石的一维、二维、三维孔道体系。孔道中通常被具有移动性的阳离子和水充填，因此废水具有阳离子交换性能。沸石中的水，加热到200℃左右即可逸去，沸石得到活化，形成疏松多孔的海绵体，使其吸附和阳离子交换等特性得以充分发挥。沸石的独特结构决定了其具有良好的吸附性能、离子交换性能和催化性能，目前己广泛用于去除废水中的磷酸盐川、氨氮川及重金属离子田.由于天然沸石对磷酸盐等污染物的去除能力较差叫，因此有必要对天然沸石进行改性，以提高沸石对废水中污染物的去除效果。沸石中的水，加热到200℃左右即可逸去，沸石得到活化，形成疏松多孔的海绵体，使其吸附和阳离子交换等特性得以充分发挥。沸石除去废水中氨氮，是利用了沸石的阳离子交换性能。目前，净水工艺广泛采用的过滤介质活性炭，价格昂贵，而沸石价廉，去除废水中氨氮效率高，处理工艺简单，处理后易再生，失效后的沸石可用浓盐水逆流再生重复使用，处理成本也低。因此，天然沸石可为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供一条高效、经济的途径。
1.2 改性沸石
沸石是一类含水的架状铝硅酸盐矿物，它的骨架结构由硅(铝)氧四面体通过氧桥相互连接构成，由于硅(铝)氧四面体连接方式的不同，在沸石结构便形成了很多孔穴和孔道。通常它们被具有移动性的阳离子和水填充，可进行阳离子交换，加热可使水从沸石中脱出，而沸石结构不会破坏。氨有很强的极性，且分子小于沸石孔径，斜发沸石对氨氮有较高的选择性，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。通过物理、化学方法处理可提高沸石的
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