芜湖红花山沸石矿业有限公司

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天然沸石在水处理中的应用|沸石的水处理作用

一、天然沸石脱氮

含氮废水的处理对于防止水体富营养化尤为重要。目前，实现工业废水的脱氮方法主要有生化方法、物理化学方法、沸石吸附方法和离子交换方法等。沸石骨架中存在某些空穴和孔隙，这决定了它们具有吸附和离子交换作用。沸石除去氨氮的机理是非离子氨的吸附和离子氨的离子交换。通常认为非离子氨的吸附是主要的，因为氨是极性分子，并且沸石的表面带负电，因此其对氨具有较强吸附作用。

研究了天然沸石对氨氮废水吸附特性的实验，结果表明， 沸石吸附氨氮过程的适pH为7-8；沸石对氨氮吸附容量与比表面积和总孔体积的大小有较大影响并且呈正相关关系；沸石的投加量越大，其去除氨氮的效率越高；而沸石对氨氮的吸附容量随着沸石投加量的改变则与之相反。

二、天然沸石除磷

研究人员通过研究沸石的除磷性能实验表明，沸石具有吸附剂的功能且能够除磷，即使 pH 值较广时，沸石也可有效去除废水中的磷，当沸石投加量、原水磷的浓度、磷的各种存在形态有所变化时，磷去除率也随之改变。而部分研究人员研究了天然沸石除磷的影响因素实验，结果表明，沸石对磷的去除率随着沸石用量和接触时间的增加而增加，达到峰值后再投加沸石和增加接触时间，去除率逐渐下降。

三、天然沸石除有机污染物

由于工业的迅猛发展，例如有机工业、精细化工和高分子工业的迅速发展，使得水中有机污染物更加复杂和繁多。天然沸石能够去除废水中的有机污染物是因为其吸附能力主要由有机物分子的极性和大小所决定。其中沸石更容易吸附极性分子和较小分子直径的；此外，如果有机物分子含有极性基团或可极化基团， 其可以强烈地吸附在沸石的表面上并因此被去除。通过实验利用活性炭、沸石来去除饮用水中的有机污染物，结果表明，沸石可以代替一些活性炭作为吸附剂，沸石深度处理饮用水的能力部分甚至优于活性炭。

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视频作者：芜湖红花山沸石矿业有限公司

利用沸石的离子交换性质等 ，可有效地去除水中的重金属离子。美国研究团队证实沸石（尤其是以斜发沸石为主），其对 Pb和其他的重金属起到很强的亲和力 ，对 Pb的吸附能力多在 155.4mg/g左右，因此在投入到污水处理中具有良好的吸附效果。

另外，还可以用酸、氧化剂、复原剂、金属盐等对沸石进行改性，来进一步改善其吸附功能。Li等人发现经阳离子外表活性剂改性的沸石，其在保持原有功能基础之上，还可去除水中的含氧酸阴离子，并大大提高了其去除无机物的功效。

依赖于自身的缝隙结构，沸石分子筛孔径均匀，内部间隙结构发达，比表面积大，吸附能力强，含有大量肉眼看不到的孔径，1克沸石材料中的孔径，展开后比表面积高达500-1000m2，具有特殊的用途。

不同分子间的吸附作用

也叫凡德瓦重力。虽然分子的运动速度受温度和物质的影响，但在微环境下，其运动速度是恒定的。由于分子间存在相互吸引的作用力，分子被沸石的孔洞抓住，将更多的分子继续吸入，直到沸石吸附饱和为止。

物理吸附

分子筛在除去液相和气相中的杂质时，其孔隙结构会产生很大的比表面积，从而很容易达到吸附的目的，而沸石孔壁上的大量分子由于分子间的吸附作用，能够产生强大的引力，就像磁力一样，能够将介质中的杂质吸入到孔径。

化学吸附

沸石表面除了物理吸附外，还常发生化学反应，这是因为沸石表面含有少量化学键、功能氢气和氧，这些化学键可含地氧化物或络合物，与被吸附物质发生化学反应，从而与被吸附的物质结合，聚集到沸石的内部和表面。