一、沸石濾料分類
Zeolite filter material目前有兩種:天然斜發沸石濾料和活化沸石濾料
1.天然沸石是鋁硅酸鹽類礦物,外觀呈白色或磚紅色,屬弱酸性陽離子交換劑,經人工導入活性組分,使其具有新的離子交換或吸附能力,吸附容量也相應增大。主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理,以除去水中的鈣、鎂離子,從而減少鍋爐內水垢的生成,減輕水測金屬的腐蝕,延長鍋爐的使用壽命。在廢水處理中,可用于除去水中的磷和鉛以及六價鉻。失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復使用。
天然斜發沸石理化性能指標:
比重?g/cm3 | 2.0 ~ 2.6 | 含泥量?% | ≤1.0 |
容重?g/cm3 | 1.6 | 水分?% | ≤1.5 |
磨損率?% | ≤1.0 | 鈉離子交換
能力?g/cm |
≥800 |
2.活化沸石濾料 活化沸石是天然沸石經過多種特殊工藝活化而成,其吸附性能比天然沸石更強,離子交換性能也更好,不僅能去除水中的濁度、色度、異味,而且對水中有害的重金屬,如:鉻、鎘、鎳、鋅、汞、鐵離子及有機物:酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根離子等物質具有吸附交換作用,也有利于去除水中各種微污染物且水浸出液不含有毒,有害人體物質,去除水中鐵、氟效果更為顯著。因此活化沸石是工業給水、廢水處理及自來水過濾的新型理想濾料。
活化沸石濾料性能分析:
密度?g/cm3 | 1.8 ~ 2.2 | 濾速?m/h | 4 ~ 12 |
容重?g/cm3 | 1.4 | 磨損率?% | <0.5 |
空隙率?% | ≥50 | 破碎率?% | <1.0 |
比表面積?m2/g | 500 ~ 800 | 含泥量?% | <1.0 |
鹽酸可溶率?% | ≤0.1 | 全交換工作容量?mg/g | 2.2 ~ 2.5 |
沸石濾料的化學成份及礦物類型:
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(%) | 原巖種類 | 沸石類型 |
10.0 | 0.01 | 9.33 | 50~70 | 凝灰巖、角礫凝灰巖 | Clinoptilolite |
三、沸石濾料的技術指標
1.吸附性能
比表面積(m2/g):122~355;對SO2的吸附容量為47~58.2ml/g。
2.陽離子交換性能:
NH4+交換容量 (mmol/100g)
最高 最低 一般或平均 :150 109 127.58
K+交換容量(mg/100g)
最高 一般或平均:18.75 13.19
3.催化性能
Zeolite具有較大比表面積,有較好的晶化性能,經甲苯歧化催化試驗證明,改型后的沸石制作甲苯歧化催化劑是可行的,對二甲苯異構化都具有較高的催化活化性。
4.耐酸耐熱性能
耐酸性能:在90℃保溫四小時,鹽酸濃度為1N時沸石沒破壞;鹽酸濃度2N時沸石部分破壞。
耐熱性能:250℃時,晶格略有變化;500℃時,晶格基本破壞;750℃時,晶格完全破壞;實驗證明,其晶格破壞溫度為250~500℃,灼燒時間為4小時。
四、沸石濾料的使用與分析
用沸石作為BAF濾料可以有效地去除COD、氨氮和濁度、試 驗條件的最佳水力負荷為2.2m/h (水力停留時間為1.4h)、此時對COD、氨氮和濁度的去除率分別為73.9%、88.4%和96.2%、相應的出水平均濃度分別為43.4mg/L、3.5mg/L和3.7 NTU、可以達到國家環??偩帧⑻旖虼髮W提出的冷卻回用水水質建議值中相關指標的要求。
采用沸石和砂濾料作為BAF濾料處理紡織廢水。細胞計數結果表明、沸石濾料上生長的亞硝化單胞菌和硝化菌的數量分別為3.0×108和2.2×109 CFU/mL.而砂濾料上生長的數量分別是4.5×108和6.5×108 CFU/mL.從硝化菌的數量來上看,沸石濾料上更適宜微生物的硝化作用,另外從對有機物和TKN的去除來看、以沸石為濾料的BAF的效果要好于以砂為濾料的BAF。采用沸石作為濾料的BAF可使紡織廢水的COD去除率達86%~92%、BOD去除率達99%,色度去除率在77%-79%,這是由于自然沸石濾料的比表面積大于砂濾料,宜于微生物的附著,且沸石濾料的離子交換能力強,能夠吸附水中的NH4+,而適宜環境的硝化菌的大量生長,使NH4+轉化為硝酸鹽。
粒徑可根據需要制作,水流流態好、過濾周期長、反沖洗容易進行、截污能力強。