【行业知识】粉煤灰沸石在水处理中的应用
曾正中等［24］通过碱熔融－水热合成法制成A 型沸石，通过震荡实验处理制革废水，通过SEM、XＲD 对粉煤灰进行了分析，产率69%以上，结晶度很高。实验结果表 明，合成的粉煤灰沸石对废水中的总Cr 的去除率高达99%，同时对氨氮和COD 的去除率也在70%左右。 宋瑞然等［18］通过固相法合成NaA 型粉煤灰沸石，以建材厂染料废水中的亚甲蓝为目标物，通过吸附实验研究粉煤灰沸石对染料废水的作用机理。研究发现反应温度为25 ℃，pH =5，粉煤灰沸石投加量为8 mg /L，吸附时间为30 min，对初始浓度为50 ～ 100 mg /L 的亚甲蓝的去除率基本稳定在90%以上。 Das 等［25］用粉煤灰合成的沸石ZX1 作为有效的吸附剂，可从其水溶液中去除亚甲基蓝和甲基橙。在本研究中，通过碱熔合成X 型和A 型沸石，再进行水热处理。然后使用各种技术，如X射线衍射、扫描电子显微镜对合成的沸石进行表征。结果表明，溶液pH 值在ZX1 的吸附行为中具有重要作用，较高的溶液pH 值会导致较高的吸附容量，Freundlich 等温模型很好地描述了平衡结果。高温下的物理再生表明，与新鲜样品相比，吸附剂的吸附能力有所降低。 Sun 等［26］以粉煤灰( ZFAs) 为吸附剂，采用间歇式吸附技术，在染料初始浓度、吸附剂用量、溶液pH 值、盐浓度等不同条件下进行实验，研究了三种沸石分子筛对水中阳离子染料亚甲蓝( MB) 的吸附性能。结果表明，ZFAs 的吸附等温线数据与Langmuir 模型吻合较好，ZFAs 对MB 的吸附主要是静电力的作用，ZFAs 在碱性条件下的表面电荷较低，随着pH 的增加，对MB 的去除作用增强。 综上所述，粉煤灰沸石对水中有机污染物的去除效果较好，在制革废水、染料废水、造纸废水等有机废水处理中均得到证实。利用粉煤灰沸石较大的孔隙率和比表面积去除水中有机污染物的机理主要为物理吸附，具有脱附容易、可再生、成本低的特点，是一种高价值的利用方式，在水处理中具有广阔的应用前景。 近些年来，由于城市污水及工业废水的排放，我国天然水体中氮、磷含量严重超标，富营养化形式日趋严峻。如何在保证经济效益的同时处理好富营养化问题是我们急需解决的问题。粉煤灰沸石具有较强的静电吸附能力、磷酸固定能力和阳离子交换能力，故可较好地吸附水中氮、磷。 王宇等［27］以火电厂粉煤灰为原料，运用水热法合成P 型沸石，并用稀土镧进行改性，用于处理氮磷模拟废水，结果表明，在投加量10 g /L，反应时间30 min 后，氮磷的去除率可达90%以上。经过镧改性的粉煤灰沸石，是一种成功的氮磷吸附剂。 Yang 等［28］采用碱熔融－水热法合成粉煤灰沸石，利用TEM、SEM、XＲD 等检测手段对粉煤灰沸石吸附氨氮的性能进行了深入研究，结果表明，合成的沸石以P 型沸石为主，孔道结构排列规则，晶粒尺寸分布均匀，比表面积148. 81 m2 /g，在pH 值6～ 8，吸附时间30 min 的条件下，氨氮的去除率可以达到68. 2%。 李政等［29］采用碱熔融－水热法合成粉煤灰沸石，探究了投加量、pH 值、吸附时间等因素对脱氮除磷效果，研究表明，粉煤灰沸石的离子交换容量比起粉煤灰显著增强，当石化废水pH 值为8，沸石投加量为9 g /L，吸附30 min 时，沸石对总氮和总磷的去除率达到最高分别为65. 5%和91. 4%。 Zhang 等［30］利用硫酸改性沸石处理模拟氮磷废水，研究表明，当氮含量在10 ～ 40 mg /L，pH 在5. 5 ～ 10. 5 时，氮去除率达60%，而磷含量在8～ 100 mg /L 时，磷去除率达80%以上。 由此可见，粉煤灰沸石具有较好的脱氮除磷效果，这不仅为粉煤灰的综合利用开辟了一条新路径，也为氮磷废水的处理提供了一种新方法。并且利用粉煤灰沸石处理氮磷废水还具有成本低、处理效果好、吸附剂可再生、便于管理等优势，故利用粉煤灰沸石处理氮磷废水具有很好的应用前景。 目前，水中重金属离子的去除方法主要有化学法、生物法和吸附法。化学法因需投加化学药剂使其处理成本较高，同时还有药剂残留问题; 生物法对微生物的生长环境有较高的要求，重金属离子环境中微生物不容易存活，造成处理效果不好; 而吸附法则具有成本低、去除率高和去除效果稳定等优点。粉煤灰沸石具有较强的吸附性能和阳离子交换能力，可有效的去除水中重金属离子。 Ｒ P Penilla 等［31］利用低钙粉煤灰沸石对水中Cs、Cd、Cr进行处理，研究表明，NaP1 型沸石能很好地吸附Cs，方沸石和斜发钙沸石则能较好的处理Cd。Deyi Wu 等［32］利用粉煤灰合成沸石去除水中Cr3+，研究表明，在Cr3+去除过程中既有离子交换作用，又有化学沉淀作用。李喜林等［33］利用碱熔融－水热法合成粉煤灰沸石对含铬废水进行吸附试验研究，研究表明，当含Cr3+废水初始质量浓度为100 mg /L，pH 值为9. 07 时，投加15 g 沸石，吸附60 min，Cr3+的去除率可达99. 62%。Ming等［34］合成了具有高磁性和吸附性能的磁性改性沸石( MMZ) 复合材料，并确定了天然和改性基质对Pb2+离子去除的吸附能力。结果表明，在不同pH 下处理的改性形式的MMZ 吸附容量随着溶液pH 的增加先增加后减小，并且在pH 为4. 0 时达到平衡最大吸附容量。此外，每种底物上的平衡吸附容量随初始浓度的增加而增加，MMZ 和Na 沸石上吸附的Pb2+离子的最大量分别为84. 00 mg /g 和66. 96 mg /g。Langmuir 等温模型与从MMZ 和Na 沸石上的吸附数据得出的结果非常吻合，并且MMZ上吸附的Pb2+ 离子的单层饱和吸附为85. 62 mg /g。Belviso等［35］比较了意大利粉煤灰和由其合成沸石对锰的吸附行为，进行了柱吸收测试。将不同质量的两种材料( 10 ～ 60 g) 暴露于总金属浓度为10 mg /L 的溶液中。还进行了批量吸附研究，以确定时间对锰螯合的去除效果。结果表明，由于固/液混合物的高pH 值，两种材料均可有效地通过沉淀从水溶液中去除Mn。 但浸出试验表明，从飞灰中除去Mn 的量大于从沸石中浸出Mn的量，从而表明该金属与沸石有部分螯合。 综上所述，粉煤灰沸石处理重金属离子废水有很好的效果，而且在处理过程中粉煤灰沸石不仅发挥了吸附和阳离子交换作用，还有强化混凝作用，对重金属离子有较好的去除效果。 声明：文章使用的图片、音频、视频，来源于互联网。如有侵权，请后台联系删除。感谢您的关注。 公司：中能化江苏矿山生态研究院有限公司 地址：江苏省徐州市泉山区纺织东路1号 电话：0516-85550069 编辑｜周亦章 审核｜周亦章
