濰坊市坊子區養殖水質改良劑廠（濰坊沸石生物技術開發中心）
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不同類型沸石對水中CdΧ的吸附去除作用比較
信息來源：濰坊沸石生物技術開發中心 作者：
實驗研究了酸改性沸石在剩余污泥調理中的應用。采用單因素法,以比阻作為主要參數,分別從酸濃度、酸浸時間和沸石粒度等方面來確定沸石酸改性的最佳條件。最佳的改性沸石在酸濃度為3 mol/L,酸浸時間為5 h,沸石粒徑為150 μm的條件下獲得。利用改性沸石來調理污泥,考察改性沸石投加后污泥沉降和脫水性能的變化以及對污泥上清液中COD、氨氮的去除效果。結果表明,沸石可以有效的調理污泥,減小污泥的比阻,且改性后的沸石調理效果更好。當改性沸石投量為30%（污泥含固量計）時,污泥的比阻由原來的3.0×1013 m/kg降到1.39×1013 m/kg,濾餅的含水率由原來的92%降到64%。沸石改性前后顆粒的電鏡掃描圖說明其強化污泥調理的機理主要是吸附架橋作用。
污水處理廠采用活性污泥法處理廢水時會利用天然沸石及其改性后的H型沸石、Na型沸石研究比較了對水中CdΧ的吸附去除作用和效果,并比較了改性前后沸石的孔徑分布。結果表明:改性H型沸石與Na型沸石對水中CdΧ的去除效果優于天然沸石。在初始CdΧ濃度50mg/L、初始pH1～8、沸石用量30g/L,150r/min攪拌吸附35min的條件下,兩種改性沸石對水中CdΧ的去除率接近100%,而天然沸石僅為92%以上。改性后H型沸石的平均微孔為816601×10-10m,平均孔徑為5113335×10-10m;Na型沸石的平均微孔孔徑為918433×10-10m,平均孔徑為5419011×10-10m,而天然沸石平均微孔僅為619181×10-10m,平均孔徑僅為3418345×10-10m。改性沸石孔徑的增大,增強了對水中CdΧ的吸附去除作用。
水中Cd(是一種重要的重金屬污染物,主要來源于采礦、冶煉、化工、電鍍等行業,Cd(對人體和環境的危害眾所周知。我國明文規定:工業廢水中鎘的最高容許排放濃度為0.1mg/L,因此含鎘廢水在排放前進行有效治理具有重要的環境意義。含Cd(廢水的治理方法很多,吸附法因操作簡便、成本低、效果好而成為一種重金屬離子的主要去除方法。目前,吸附過程常用吸附材料是活性炭和離子交換樹脂,它們雖可同時吸附多種重金屬離子、吸附容量大,但價格貴、使用壽命短、操作費用高。因此,近年來環境工程界力圖找到一種低廉高效的吸附材料來替代活性炭和離子交換樹脂。沸石由于其組成和結構決定了其具有特殊的離子交換和吸附性能,并可利用沸石的離子交換性能改性沸石以提升沸石的工程應用性,擴大沸石在環境工程領域的應用。目前,沸石在吸附分離水中NH4+[2]、Cu2+[3]、Ni2+[4]、Zn2+[5]、Pb2+[6]、Mn2+[7]、Cd2+[8]、Cr6+[9]等方面顯示了廣闊的應用前景。
通過三種沸石對水中CdΧ的吸附研究,得其結論:(1)改性H型沸石與Na型沸石對水中CdΧ的去除效果優于天然沸石。在初始CdΧ濃度50mg/L、初始pH1～8、沸石用量30g/L,150r/min攪拌吸附35min的條件下,前兩種沸石對水中CdΧ的去除率接近100%,而天然沸石92%以上。(2)通過N2氣吸附法測定沸石的表面結構特征,得到H型沸石的平均微孔為816601×10-10m,平均孔徑為5113335×10-10m;Na型沸石的平均微孔孔徑為918433×10-10m,平均孔徑為5419011×10-10m,相對于天然沸石都有一定的增大,但H型、Na型兩種改性沸石中仍然分布著大量微孔與小孔,且改性并沒有破壞沸石的微孔結構。孔徑的增加,使得兩種改性沸石更容易吸附去除水中CdΧ,從而使得CdΧ的吸附去除作用得到提升。產生大量的剩余污泥。若不及時處理,污泥中的有害成分如病原體,有機污染物等,會影響城市的環境衛生。剩余污泥的含水率很高(約99%),為了減少污泥的體積及運輸費用,必須對污泥進行脫水處理。污泥脫水處理是城市生活污水、水廠排泥水、工農業廢水處理中的重要環節,經濃縮脫水后的污泥,體積大為縮小,可以為污泥資源化利用創造極有利的條件。就污泥本身性質而言,其膠質絮體結構分散,孔隙率高,絮體顆粒中包含著較高的間隙水和吸附水,較難脫水,因而在進行污泥機械脫水前常常投加各種化學藥劑來調理污泥。目前在各種污泥的調理方法中,化學方法是較為簡單且應用較廣的方法。常用的化學調理劑包括無機混凝劑(如石灰、氯化鐵、三氯化鋁、鋁鹽等)和高分子有機混凝劑(如殼聚糖、聚丙烯酰胺等)。由于無機混凝劑用量較大,會導致濾餅的體積增大,不利于污泥的處理處置和運輸。而有機高分子混凝劑雖投加量小(一般為污泥干重的0.1%～0.5%),絮凝效果好,但其價格昂貴,有些由于其單體存在毒性(如聚丙烯酰胺),會造成環境的二次污染,從而增加污泥脫水的成本。
