以沸石粉為主要原料，添加木屑、淀粉等有機物為碳化結(jié)合劑，通過造粒、氮氣氣氛低溫?zé)崽幚碇苽涞玫搅肆６葹?.5～1cm的沸石-炭復(fù)相材料水處理劑顆粒，研究了不同碳化結(jié)合劑含量和不同熱處理溫度等氨氮超標(biāo)污水的吸附性能影響。

?一、非金屬礦物水處理材料的意義

許多非金屬礦物材料因其天然的孔道結(jié)構(gòu)和層間可交換離子等特性而具有優(yōu)良的吸附性能以及離子交換等性能，比如沸石、膨潤土等礦物在我國具有儲量大，價格合理、環(huán)境友好等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于污水治理等行業(yè)。目前非金屬礦物材料在天然河道、湖泊等水處理過程應(yīng)用時主要直接以粉體或高溫?zé)Y(jié)成陶粒形式使用。當(dāng)水體中投入大量粉體吸附材料時，這些吸附材料難以回收，最終沉積到水底，造成了該水域淤泥增加和二次脫附污染。而高溫?zé)Y(jié)成陶粒存在著能耗高，同時由于高溫?zé)Y(jié)作用破壞或部分破壞了非金屬礦物本身結(jié)構(gòu)特點而降低了吸附性能。因此，制備低能耗綠色可回收利用的，對非金屬礦產(chǎn)資源高效利用及擴大其在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用具有重大意義和市場前景。

二、沸石-炭復(fù)相材料對氨氮吸附性能試驗

本研究以河北省圍場縣斜發(fā)沸石粉為主要原料，添加木屑、淀粉等有機物為碳化結(jié)合劑，通過造粒、非氧化性低溫?zé)崽幚碇苽涞玫搅肆６葹?.5～1cm的沸石-炭復(fù)相材料水處理劑顆粒，研究了不同碳化結(jié)合劑含量和不同熱處理溫度對氨氮超標(biāo)污水的吸附性能影響。制備得到的沸石-炭復(fù)相材料有望成為可回收再生具有優(yōu)良吸附性能的水處理材料。

選擇含5%碳化結(jié)合劑經(jīng)不同溫度熱處理制備得到的沸石-炭復(fù)相材料顆粒對起始濃度為15mg/L的氨氮溶液進(jìn)行吸附研究，研究了累計吸收時間從1～100h過程中氨氮溶液濃度變化，同時加入了沸石粉原料進(jìn)行吸附性能對比，結(jié)果如圖1所示。

由于造粒后沸石粉顆粒比表面積下降導(dǎo)致吸附速率下降，溶液中氨氮與沸石-炭復(fù)相材料顆粒接觸面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沸石粉體與氨氮接觸面積，影響了氨氮向沸石孔道擴散速率引起。

結(jié)合FESEM照片分析認(rèn)為，這些片狀、纖維/管狀、蜂窩狀碳結(jié)構(gòu)主要是由原料中碳化結(jié)合劑碳化聚合以及含碳?xì)怏w氣相沉積形成。同時分析認(rèn)為，沸石-炭復(fù)相材料顆粒強度獲得機理主要是顆粒中亞微米及微米尺度的片狀、纖維/管狀、蜂窩狀碳結(jié)構(gòu)通過粘接、包裹和限位作用將沸石粉體顆粒固定住，形成顆粒強度。