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     其中沸石離子交換法,因沸石對NH4+有較強(qiáng)的選擇吸附性能而頗受國內(nèi)外企業(yè)的關(guān)注。沸石是一種呈結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì),是30多種沸石族礦物的總稱。在世界40多個(gè) 的火山碎屑沉積巖中,已發(fā)現(xiàn)有1000多處沸石產(chǎn)地。常見的主要礦物有鈉沸石、鈣沸石、方沸石、束沸石、主沸石、濁沸石、毛沸石、斜發(fā)沸石、絲光沸石等,它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。其化學(xué)通式可以表示為:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y?[Alx+ySin-(x+2y)O2n]?mH2O。其中,x為堿金屬離子個(gè)數(shù),y為堿土金屬離子個(gè)數(shù),n表示鋁硅離子的個(gè)數(shù)之和,m表示水分子的個(gè)數(shù)[4~6]。構(gòu)成沸石結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的基本單位是硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體。



     各種陽離子在水中形成的水合離子半徑不同,使得進(jìn)入沸石孔的難易程度不同,從而產(chǎn)生了分子篩選擇效應(yīng)。斜發(fā)沸石對不同陽離子的選擇吸附性可由選擇性系數(shù)表示,即KaB=(A)znA(Bn)nB/(B)znB(An)nA,式中(An),(Bn)表示陽離子A及B在平衡溶液中當(dāng)量濃度;(A)z,(B)z表示陽離子A及B在沸石上的當(dāng)量部分;nA,nB表示在A及B的交換反應(yīng)化學(xué)方程式中A及B的克分子數(shù)。沸石有特定的陽離子交換順序,通常斜發(fā)沸石的陽離子交換順序?yàn)椋篊s+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+>Ba2>Sr3+>Ca2+>Mg2+。常規(guī)強(qiáng)酸性樹脂的陽離子選擇順序?yàn)椋篎e3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+>Li+。在干擾陽離子特別是水中有Ca2+、Mg2+存在時(shí),選擇斜發(fā)沸石脫銨的效果更好。





沸石在廢氣與污染氣體中的應(yīng)用
從化工、輕工、等行業(yè)排放的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、硫化氫等是污染大氣的主要有害氣體。沸石對這些氣體有良好的吸附、凈化功能,特別是在低溫范圍內(nèi)具有其它吸附劑所不具備的吸附能力。利用天然沸石的吸附性能及耐酸、耐高溫特性,可吸附工廠廢氣中的SO2,吸附量可達(dá)100-120mg/g,去除率可達(dá)90%以上。合成氨廠廢氣中回收氨氣及回收CO、NO等氮氧化物用于汽車尾氣處理劑時(shí),可吸附其中的有害氣體,減輕環(huán)境污染。

沸石是一種對NH4+具有特殊離子交換和吸附性能的礦物。因此,利用沸石的這一-特性可以去除污水中的氨氮。當(dāng)沸石吸附水體中的銨達(dá)到平衡(或達(dá)到一定水平)后,就要考慮沸石的再生,將富集于沸石上的銨離子解吸或轉(zhuǎn)化,恢復(fù)沸石對銨離子的吸附能力。沸石常用的再生方法是化學(xué)(NaOH、NaCl 和烘干或焙燒)再生法。生物沸石反應(yīng)器,在反應(yīng)器中,沸石既是銨離子的吸附材料,又是硝化細(xì)菌附著生長的填料,它會(huì)逐漸變成長滿細(xì)菌的生物沸石。由于沸石對NH4+的交換作用,水體氨氮濃度受到控制,不會(huì)抑制生物活性,吸附在沸石上的銨離子會(huì)被長在沸石上的細(xì)菌硝化,實(shí)現(xiàn)沸石的動(dòng)態(tài)生物再生。因而生物沸石反應(yīng)器可以穩(wěn)定的去除高濃度氨氮,并能適應(yīng)沖擊負(fù)荷。在系統(tǒng)中加入少量的陽離子(如Na+),可加快沸石生物再生討程。

 


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