芜湖红花山沸石矿业有限公司

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沸石已被广泛应用于水处理中，为进一步拓展其应用范围，需对其应用机理进行深入探讨，本文从吸附等温、吸附动力学和吸附热力学三个方面进行探讨。

一、沸石吸附等温特性

常见的吸附等温理论模型有Langmuir模型和Freundlich模型。Langmuir模型，适用于化学吸附和低压高温时的物理吸附，Langmuir等温模型的应用基于三个假设：

1.吸附分子间无作用力；

2.表面是均匀的，即吸附热不随吸附量而变化，每一个吸附点的能量不变；

3.吸附限制在单分子层。Freun．dlich模型是经验式，适用于不均匀表面的吸附，吸附热随覆盖度指数下降。这两种模型在物理吸附和化学吸附中都有广泛的应用。

二、沸石吸附动力学

常用于描述吸附过程的动力学模型有准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型。准一级动力学模型通常用于吸附开始阶段的描述，不能用来准确地描述整个吸附过程，而准二级模型包含了吸附的全过程，如液膜扩散、表面吸附与内扩散，能更好地描述吸附反应的全过程。

三、沸石吸附热力学

采用静态平衡法，进行了斜发沸石对水中氨氮的吸附热力学研究，结果表明，该吸附反应的△H>0、△G<0、△S>0，沸石对氨氮的吸附为吸热反应，吸热后体系的混乱度增加。在研究温度对天然沸石及改性沸石吸附NH4-N的影响时，发现该沸石吸附NH4+-N为吸热反应，温度升高有利于沸石吸附NH4+-N，但影响不明显。

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视频作者：芜湖红花山沸石矿业有限公司

沸石填料治理河道污水是否有效？

近年来，大量未经处理的工业和生活废水排入江河湖泊，导致水资源严重污染.2016年，全国地表水体中Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面所占比例分别达到32%和28%。其中氨氮是重要污染因子之一，氨氮不仅引起水体富营养化，还会使水体缺氧，对水生生物产生作用。因此，降低河道水体中氨氮浓度是河道治理中面临的首要问题。

 一、沸石可有效进行河道污染治理 沸石作为一种具有良好的离子交换和吸附性能，可以作为微生物载体长成生物膜。以沸石为主体填料的渗流式生物床、生物滤池、人工湿地、人工快渗系统以及生物接触氧化工艺等在河道治理中被广泛应用。但这些应用还局限在异位治理，不仅需要较大的占地面积，还要投入较高的人工费、动力费。将沸石直接铺设于河道两岸可以克服异位治理的局限性，利用河道自然和生态条件，就地对污染水体实施净化处理。

 二、试验论证 相关人员模拟受污染河道水体，试验中投加硫酸铵改变进水氨氮浓度以考察不同进水氨氮浓度下系统对污染物的去除效果。根据相关标准可知，结合出水中氨氮水质情况，重污染河道治理基本目标是要达到地表水Ⅴ类水质标准（2mg·L-1），即内循环每天运行12h。 将沸石投入到试验用水中后，可以看出，随着时间的推移，沸石对水体中氨氮去除量愈发明显，且硝氮浓度降低，从而导致出水总氮降低。另外，由于沸石属于无机矿物，因此表面更容易被微生物附着，有利于对水体中污染物质的去除，使得出水浊度逐渐变小。

沸石疏水的原理分析：

常用的沸石分子筛是一种人工合成的不溶性铝硅酸盐，它的晶体结构属立方晶系，由Si/O 和 Al/O 四面体结构单元所组成。其中硅原子或铝原子构成四面体的中心，所有硅氧四面体和铝氧四面体都是通过共用顶点的氧原子而连接成多元环，多元环互相连接而成立体的骨架。这类铝硅酸盐中硅氧比为1∶2，符合于式 SiO2。由于在格架中有 Al3+离子代替了 Si4+离子，格架就带负电荷，为平衡Al/O 四面体的负电荷，在格架的空隙中必须存在补偿电荷的阳离子存在，这些阳离子便成为极性点，使沸石分子筛具有亲水特性。人工合成的沸石的吸湿能力比硅胶还强，能达到每升空气中的水分低于10-4mg。因此要提高沸石分子筛的疏水性，就要通过消除极性离子，即降低结晶中铝的含量，疏水沸石结晶骨架中，没有铝原子，只有硅与氧原子。硅与氧原子的键距为1.6，离子半径各为0.40及1.40，因此吸附微孔被氧原子所包围。这种 Si -O -Si 键中的氧原子并不呈碱性，也不形成氢键。从而微孔表面无极性，表现出疏水特性。