沸石在水处理中的应用

本文介绍了中国沸石的种类及其分布概况,以产自甘肃省白银市的斜发沸石为研究对象,对其化学组成及分子晶格形式作了较为详尽的阐述,经实验室检测出其化学组成及物化指标,且对沸石作为吸附荆、离子交换剂、催化剂处理废水的作用机理进行了深入的探讨,对于天然沸石改性进行了实验研究,得出采用氯化钠溶液对天然沸石改性的效果比较理想,改性溶液的最佳浓度为0.9mol/L,研究沸石在沸水处理领域中的应用,分析了沸石处理各类废水的机理,并对沸石处理废水的前景进行了展望.     

氧化铁改性沸石对Se(Ⅳ)的吸附性能及试验废物再利用研究

为解决天然沸石去除废水中Se（Ⅳ）能力低的问题,采用氯化铁对天然沸石进行改性,制备表面负载氧化铁的改性沸石,即氧化铁改性沸石,并将其应用于去除水体中Se（Ⅳ）.首先对比天然沸石和氧化铁改性沸石的结构特征,研究二者对Se（Ⅳ）溶液的吸附特性,并通过X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射图谱（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸附孔径分布测试（BET）对二者进行表征;其次进行吸附试验,考虑接触时间、pH、吸附剂投加量、初始溶液反应浓度的影响,并通过天然沸石和氧化铁改性沸石的吸附动力学及吸附等温线对吸附的机理进行阐述.结果表明:①氧化铁改性沸石表面形成细碎的球状颗粒,分布在沸石的表面.②氧化铁改性沸石能够高效地吸附水体中的Se（Ⅳ）,且在pH为3时吸附效率最高,其对Se（Ⅳ）溶液的去除率最高达97.7%,其理论最大吸附量为46.901 mg/g.③氧化铁改性沸石对Se（Ⅳ）的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.④添加负载Se（Ⅳ）后的氧化铁改性沸石土壤均达到富硒土壤标准（>0.4 mg/kg）.研究显示,氧化铁改性沸石吸附Se（Ⅳ）的效果较好,显著优于天然沸石的吸附效果,且吸附Se（Ⅳ）废水后的废弃氧化铁改性沸石还可应用于土壤改良方向.      

HDTMA改性沸石的制备及吸附废水中对硝基苯酚的性能和动力学

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对天然沸石进行改性,研究了沸石的改性条件、改性沸石投加量、废水p H值、反应时间等对HDTMA改性沸石去除废水中对硝基苯酚性能的影响,并分析了吸附动力学和吸附等温线.结果表明,改性沸石对废水中对硝基苯酚的吸附效果明显高于天然沸石,当制备改性沸石的HDTMA溶液的质量分数为1.2%,且其p H值为10时,改性沸石对废水中对硝基苯酚的吸附量达到2.53 mg·g~(-1),远高于天然沸石的0.54 mg·g~(-1).吸附实验中,改性沸石投加量8 g·L~(-1),反应时间90 min,p H=6的条件下,HDTMA改性沸石对废水中对硝基苯酚的去除率高达93.9%.吸附动力学和等温线研究表明,一级动力学方程能够更好地拟合沸石吸附对硝基苯酚的过程(R20.90),不同温度条件下Langmuir等温线拟合方程的相关系数均在0.90以上,数据和方程拟合性较好.     

斜发沸石在废水处理中的应用研究进展

天然斜发沸石是一种廉价矿物,经改性后可有效去除废水中氨氮、有机物、重金属离子、砷及放射性物质,并可用作杀菌剂。文章简述了天然斜发沸石的主要改性技术,并着重论述了近年来天然斜发沸石及各种改性斜发沸石在废水处理中的应用研究动态。同时,展望了其应用前景,探讨了目前应用斜发沸石处理废水时仍亟待解决的一些问题。     

粉煤灰改性吸附材料的研究

分析了粉煤灰改性的物质基础，阐述了当前改性的主要方法，在此基础上，笔者用燃烧、Na(OH)2溶液改性粉煤灰制得类沸石吸附剂的比表面积为112.6m^2／g、孔隙率为83.1％，是改性前的40.22和1.67倍。用此类沸石吸附剂来处理浓度为200mg／1的模拟含铅废水，去除率为84．87％、吸附容量为33.94mg／g，分别是改性前的31．13、3.13倍，处理效果优于市售一级活性炭。并用0.1M的HCl溶液和饱和NaCl溶液再生此吸附剂，解吸率达到了98％以上，此再生的类沸石吸附剂处理含铅废水的去除率也达到了83％以上。另外也研究了用酸改性粉煤灰来处理造纸废水，并设计了工艺流程、确定了工艺参数，处理效果令人满意。最后提出了当前应用改性粉煤灰处理废水和废气中存在的问题及今后研究的重点。     

沸石的改性及其吸附废水中氨氮的实验研究

分别采用高温、酸、碱、盐及其联合处理等对天然斜发沸石进行改性实验,研究了沸石投加量、反应时间、温度、pH值、氨氮初始浓度等因素对最佳改性沸石吸附氨氮能力的影响。结果表明,盐溶液和高温联合处理改性得到的改性沸石吸附氨氮效果更好;模拟氨氮废水浓度为15mg/L条件时,最佳沸石投加量为1.5g,最佳反应时间为40min,最佳温度为30℃,最佳pH值为8.0,氨氮去除率可达91.4%以上。     

二氧化锰改性沸石对废水中Pb2+的吸附性能及其影响因素研究

改性后的沸石材料,可大幅度提高其对金属离子的吸附量,在治理环境污染方面具有巨大的潜力。高锰酸钾和硫酸锰反应生成的二氧化锰包裹在沸石表面,可大大提高其吸附性能,最终达到吸附废水中重金属的目的。研究了二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺吸附性能的影响因素,如沸石与二氧化锰投料比、反应时间、溶液pH值、反应温度、Pb²⁺初始浓度等,并探讨了其吸附机理。试验结果表明:二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附效果随着沸石与二氧化锰投料比的增加而提高,平衡吸附时间为12 h,吸附反应的最佳溶液pH值为5~6;二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附为自发的吸热反应,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,说明为单配体吸附模式;红外光谱分析发现,-OH是影响二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的主要官能团;低浓度腐殖酸对二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的影响较小,不产生竞争吸附。     

沸石用于去除废水中的氨氮

天然沸石及改性沸石对氨氮有很强的选择性吸附能力。介绍了沸石去除废水中氨氮的应用研究,包括在O/A生物处理系统、二级氧化塘处理系统、土地处理系统、湿地系统和堆肥系统等中的应用。分析了氨氮在沸石上发生吸附和离子交换的主要影响因素和规律。为开拓沸石在废水处理中的应用提供科学与技术基础。     

HCI改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na 的交换量并提高了沸石H 的交换量相关.     

HCl改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na⁺的交换量并提高了沸石H⁺的交换量相关.     

阿克苏地区含氟地下水治理方法的分析

针对阿克苏地区存在的氟污染饮用水问题,综述了近年来国内外饮用水除氟方法,如石灰沉淀法、混凝沉降法、吸附法、离子交换法、电凝聚法、电渗析法、反渗透法等。介绍了天然沸石的结构特征;分析了沸石处理地下水的作用机理及再生问题;并对今后沸石法处理地下水的研究提出一些建议。     

Efficiency of active barriers attaching biofilm as sediment capping to eliminate the internal nitrogen in eutrophic lake and canal

Three active barrier materials (zeolite, ceramicite and light porous media) were applied for preventing nitrogen (N) release from eutrophic lake sediments. Long term experiment of two di erent lake sediments were carried out and the e ect of zeolite dose was evaluated. The results indicated that about 90%–100% of total N in overlying water was eliminated by using zeolite. While the N removal e ciency by ceramic was lower than that by zeolite, and light porous media present the lowest e ciency of 59%. Long term sediment incubation experiments indicated that two eutrophic sediments were both e ective in preventing N release in spite of di erent release characteristics. Bio-zeolite capping technology was able to e ectively inhibit the release of N from the sediment, and the zeolite dose was independently from N removal.     

吸附——光催化氧化法处理四环素废水

以含ZnO,TiO2等无机半导体的沸石作为吸附剂和光催化剂，采用高压汞灯为光源对四环素溶液进行了处理。通过正交实验，考察了pH，光照时间，光照面积，沸石用量、初始浓度对四环素的影响，从实际应用出发，得出影响四环素降解的各因素的最佳取值及影响显著性次序。结果表明，pH对四环素分解影响最显著。该实验结果有助于制药工业废水的光催化处理研究以及新型复合水处理剂的开发与利用。     

Physicochemical regeneration of high silica zeolite Y used to clean-up water polluted with sulfonamide antibiotics

High silica zeolite Y has been positively evaluated to clean-up water polluted with sulfonamides, an antibiotic family which is known to be involved in the antibiotic resistance evolution. To define possible strategies for the exhausted zeolite regeneration,the efficacy of some chemico-physical treatments on the zeolite loaded with four different sulfonamides was evaluated. The evolution of photolysis, Fenton-like reaction, thermal treatments, and solvent extractions and the occurrence in the zeolite pores of organic residues eventually entrapped was elucidated by a combined thermogravimetric(TGA–DTA), diffractometric(XRPD), and spectroscopic(FT-IR) approach. The chemical processes were not able to remove the organic guest from zeolite pores and a limited transformation on embedded molecules was observed. On the contrary, both thermal treatment and solvent extraction succeeded in the regeneration of the zeolite loaded from deionized and natural fresh water. The recyclability of regenerated zeolite was evaluated over several adsorption/regeneration cycles, due to the treatment efficacy and its stability as well as the ability to regain the structural features of the unloaded material.     

生物沸石对吡啶、喹啉的降解与吸附作用

探讨了通过生物沸石的降解及吸附作用,解决吡啶、喹啉及转化产物NH 4+-N的污染问题.结果表明,生物沸石中的吡啶降解菌Shinella zoogloeoides BC026及喹啉降解菌Pseudomonas sp.BW003能有效去除吡啶、喹啉,同时转化后的NH 4+-N也能被天然沸石或改性沸石所吸附.尽管改性沸石吸附能力不如天然沸石,但其表面能更有效附着微生物,在实际工程应用上更具前景.     

不同镉水平下纳米沸石对土壤pH、CEC及Cd形态的影响

通过室内培养试验及土培试验研究了不同镉水平（1、5、10和15 mg·kg^-1）下纳米沸石和普通沸石对土壤pH、CEC及Cd形态的影响.结果表明,室内培养试验中,施用沸石（5、10和20 g·kg^-1）均显著提高了不同镉（1、5、10和15 mg·kg^-1）处理中的土壤pH和土壤CEC值,降低了土壤可交换态镉含量,增加了碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机态和残渣态镉含量,以纳米沸石（20 g·kg^-1）对土壤可交换态镉的降低效果最好.土壤pH、土壤CEC与土壤可交换态镉含量呈极显著负相关（P<0.01）,与铁锰氧化态镉含量均呈极显著正相关（P<0.01）.土培试验中,在1 mg·kg^-1和5 mg·kg^-1 Cd条件下,施用沸石（5、10和20 g·kg^-1）使土壤可交换态镉FDC降低了6.4%~63.2%,使大白菜地上部去离子水提取态镉和乙醇提取态镉的分配比例分别降低了2.1%~56%和11.8%~100%,相同沸石使用量下的降低效果以纳米沸石优于普通沸石.在1 mg·kg^-1 Cd条件下,大白菜地上部镉形态的FDC与土壤CAB-F和OM-F的FDC有显著相关性（P<0.05）;在5 mg·kg^-1 Cd条件下,大白菜地上部镉形态的FDC主要与土壤OM-F和RES-F形态的FDC存在显著相关性（P<0.05）.     

土壤渗滤对污染河流重金属去除效果研究

本试验通过模拟野外河滩土壤渗滤,分析测定原水和渗滤出水水质重金属浓度,研究天然土壤和填充碎石、沸石、活性炭、陶粒的土壤组合介质对水中重金属浓度的去除效果。结果表明：天然土壤和填充碎石、沸石、陶粒的土壤组合介质对河水中Hg的平均去除率分别为73．3％、49．4％、25．0％、75．0％。填充沸石的土壤组合介质在运行15天左右对河水中Cd的去除率也能达到30％。     

基于生物沸石复合滤料的间歇式脱氮水处理

以粒径0.15～0.18 mm的天然沸石粉为主要原料,水泥为黏结剂,制备出粒径4～8 mm的沸石复合滤料（ZCF）.对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试.优化出复合滤料中m（沸石粉）：m（水泥）=7：3,自然条件下养护15 d.利用该ZCF装填实验柱,完成硝化微生物挂膜培养,然后进行间歇式脱氮水处理动态实验,间歇式运行周期分为吸附、生物再生、淋洗共3个阶段.采用上流式进水吸附脱氮,以NH4＋-N浓度低于2 mg·L-1为出水标准,出水超标后,排空实验柱中水,鼓风生物再生,用水淋洗滤料后重复沸石吸附-生物再生循环,淋洗液单独进行反硝化处理.结果表明,在模拟实验条件下间歇式运行最佳的周期为：吸附5 d,鼓风生物再生24 h,NH4＋-N平均去除率为87.7%,TN平均去除率达51.2%.     

沸石在废水处理中的应用研究进展

摘要：沸石资源分布广泛、储量大,廉价易得,而且可以通过再生重复利用。沸石结构上的独特性和资源上的分布优势及其可循环利用的特点使其已成为废水处理工艺中常用的水处理剂之一,沸石具有物理吸附和离子交换特性,广泛应用于废水中氨氮、重金属、有机物和放射性物质的去除,是常用水处理剂之一。本文就其在水处理方面的应用、吸附机理、改性方法及再生方法的国内外研究进展进行了综述、分析,对沸石今后的研究工作进行了展望。