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沸石滤料是什么?沸石滤料的应用有哪些?

发布时间:2018-10-22     浏览次数:813

    沸石(zeolite)是一种矿石,是铝硅酸盐类矿物,外观呈白色或砖红色、绿色。最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。在希腊文中意为“沸腾”(zeo)的“石头”(lithos)。此后,人们对沸石的研究不断深入。1932年,McBain提出了“分子筛”的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。人造沸石是:磺酸化聚本乙烯;  天然沸石:铝硅酸钠。
   天然沸石是铝硅酸盐类矿物,外观呈白色或砖红色,属弱酸性阳离子交换剂,经人工导入活性组分,使其具有新的离子交换或吸附能力,吸附容量也相应增大。主要用于中小型锅炉用水的软化处理,以除去水中的钙、镁离子,从而减少锅炉内水垢的生成,减轻水测金属的腐蚀,延长锅炉的使用寿命。在废水处理中,可用于除去水中的磷和铅以及六价铬。失效后的沸石可用于浓盐水逆流再生后重复使用。


 

1.沸石滤料目前有两种:天然斜发沸石滤料和活化沸石滤料

(1)天然斜发沸石滤料 天然沸石是铝硅酸盐类矿物,外观呈白色或砖红色,属弱酸性阳离子交换剂,经人工导入活性组分,使其具有新的离子交换或吸附能力,吸附容量也相应增大。主要用于中小型锅炉用水的软化处理,以除去水中的钙、镁离子,从而减少锅炉内水垢的生成,减轻水测金属的腐蚀,延长锅炉的使用寿命。在废水处理中,可用于除去水中的磷和铅以及六价铬。失效后的沸石可用于浓盐水逆流再生后重复使用。

 天然斜发沸石理化性能指标:


比重 g/cm3

2.0 ~ 2.6

含泥量 %

≤1.0

容重 g/cm3

1.6

水分 %

≤1.5

磨损率 %

≤1.0

钠离子交换

  能力 g/cm

≥800

 

(2)活化沸石滤料 活化沸石是天然沸石经过多种特殊工艺活化而成,其吸附性能比天然沸石更强,离子交换性能也更好,不仅能去除水中的浊度、色度、异味,而且对水中有害的重金属,如:铬、镉、镍、锌、汞、铁离子及有机物:酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用,也有利于去除水中各种微污染物且水浸出液不含有毒,有害人体物质,去除水中铁、氟效果更为显著。因此活化沸石是工业给水、废水处理及自来水过滤的新型理想滤料。

 

活化沸石滤料性能分析:


密度 g/cm3

1.8 ~ 2.2

滤速 m/h

4 ~ 12

容重 g/cm3

1.4

磨损率 %

<0.5

空隙率 %

≥50

破碎率 %

<1.0

比表面积 m2/g

500 ~ 800

含泥量 %

<1.0

盐酸可溶率 %

≤0.1

全交换工作容量 mg/g

2.2 ~ 2.5

 

2.沸石滤料的化学成份及矿物类型

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MgO

CaO

MnO

NaO

K2O

68.60

0.10

12.43

1.21

0.13

0.81

2.57

0.06

1.08

2.83


LOS

P2O5

SiO2/Al2O3

沸石含量(%)

原岩种类

沸石类型

10.0

0.01

9.33

50~70

凝灰岩、角砾凝灰岩

斜发沸石

 

3.沸石滤料的技术指标

  1.吸附性能

  比表面积(m2/g):122355;对SO2的吸附容量为4758.2ml/g

  2.阳离子交换性能:

  NH4+交换容量 (mmol/100g)

  最高 最低 一般或平均 150 109 127.58

  K+交换容量(mg/100g)

  最高 一般或平均:18.75 13.19

  3.催化性能

  沸石具有较大比表面积,有较好的晶化性能,经甲苯歧化催化试验证明,改型后的沸石制作甲苯歧化催化剂是可行的,对二甲苯异构化都具有较高的催化活化性。

  4.耐酸耐热性能

  耐酸性能:在90℃保温四小时,盐酸浓度为1N时沸石没破坏;盐酸浓度2N时沸石部分破坏。

  耐热性能:250℃时,晶格略有变化;500℃时,晶格基本破坏;750℃时,晶格完全破坏;实验证明,其晶格破坏温度为250500℃,灼烧时间为4小时。

4沸石滤料的使用与分析

  用沸石作为BAF滤料可以有效地去除COD、氨氮和浊度、试 验条件的最佳水力负荷为2.2m/h (水力停留时间为1.4h)、此时对COD、氨氮和浊度的去除率分别为73.9%88.4%96.2%、相应的出水平均浓度分别为43.4mg/L3.5mg/L3.7 NTU、可以达到国家环保总局、天津大学提出的冷却回用水水质建议值(|||)中相关指标的要求。

  采用沸石和砂滤料作为BAF滤料处理纺织废水。细胞计数结果表明、沸石滤料上生长的亚硝化单胞菌和硝化菌的数量分别为3.0×1082.2×109 CFU/mL.而砂滤料上生长的数量分别是4.5×1086.5×108 CFU/mL.从硝化菌的数量来上看,沸石滤料上更适宜微生物的硝化作用,另外从对有机物和TKN的去除来看、以沸石为滤料的BAF的效果要好于以砂为滤料的BAF。采用沸石作为滤料的BAF可使纺织废水的COD去除率达86%~92%BOD去除率达99%,色度去除率在77%-79%,这是由于自然沸石滤料的比表面积大于砂滤料,宜于微生物的附着,且沸石滤料的离子交换能力强,能够吸附水中的NH4+,而适宜环境的硝化菌的大量生长,使NH4+转化为硝酸盐。

  粒径可根据需要制作,水流流态好、过滤周期长、反冲洗容易进行、截污能力强。