沸石是一种含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物。它的内部充满了小孔和通道,天然斜发沸石,比蜂窝结构复杂得多。一立方微米有一百万个纳米孔。沸石具有巨大的比表面积,每克改性沸石粉的比表面积相当于足球场的面积。
分子筛:
沸石内孔穴和通道在物理化学条件下,具 有准确而固定的直径,小于这个直径的物质能被 其吸附,而大于这个直径的物质则被排除在外, 因此具有筛选分子的作用。
耐酸碱、耐温沸石在低于100°C下与强酸作用 2小时,晶体结构不被破坏。沸石在“王水”中能够保持稳定。
催化性
沸石的催化性能表现为当某种反应物质寄附 于沸石晶体内部的孔穴表层上时,其反应速度有 所加快,淮北斜发沸石,且反应生成的新物质又可以从沸石内部 扩散释放出来,而沸石晶体格架不被破坏。
离子交换性
沸石中的K+、Na+、Ca2+ 等阳离 子与结晶格架的结合并不很紧密,具 有在水溶液中与其他阳离子进行可逆 交换的性质。因此极易与周围的阳离 子发生交换作用。
强吸附性
沸石晶体内大量孔穴和孔道, 使 沸石具有很大的比表面积, 加上特殊 的晶体结构从而形成静电引力, 使沸 石具有相当大的应力场,产生较强吸 附性能。
沸石的成因与哪些因素有关:
母岩的成分、粒度、渗透性
火山碎屑火山玻璃岩(如珍珠岩等)是形成沸石蕞有利的母岩。这些岩石富含SiO2、Al2O3及一定量的CaO、Na2O等成分,它们为沸石的形成提供了必要的物质基础。另外,这些岩石还具有特殊的结构构造和发育的空洞裂隙,为孔隙水的循环提供了良好的条件。如流纹质凝灰岩、英安质凝灰岩主要形成高硅沸石——斜发沸石、丝光沸石等;锰铁质凝灰岩主要形成低硅沸石——钙十字沸石、辉沸石、方沸石等。橙玄玻璃质凝灰岩与八面沸石、方沸石、辉沸石和丝光沸石有关。含斜长石砂岩和石质火山砂岩与浊沸石、片沸石有关。从以上可看出,碱含量高的高硅沸石主要产于酸性岩中,而低硅沸石则赋存于SiO2含量较低的基性岩中。
伴随着我国供排水事业的发展,我国水处理沸石滤料也经历着成长和变化。水处理沸石滤料从*早只用于供水行业延伸到供水排水行业,由单一的石英砂粒状沸石滤料发展为粒状、纤维沸石滤料等多种形式并存的状态,其生产与使用也从无序到遵照行业标准有序规范地发展。
给水厂沸石滤料用量的发展
从座给水厂建设投产至1949年,全国只有72个城市约900万人用上自来水,供水能力仅240万m3/d,给水厂使用沸石滤料仅1.5万m3。
1949年建国后,特别是改革开放30年来,斜发沸石分子筛,我国供排水事业快速发展,至2008年底,全国655座城市,用水人口3.5亿,斜发沸石批发,日供水能力2.66亿m3,给水厂使用沸石滤料166万m3。与1949年建国时期相比,供水能力增长了110倍,用水入口增加了38倍,给水厂对沸石滤料的用量增加了110倍。
污水处理厂沸石滤料用量的发展
几年来,随着我国污水处理厂不断采用新工艺、新设备和新材料,污水出水水质标准不断提高的同时,污水处理厂开始使用水处理用人工陶粒沸石滤料和纤维沸石滤料等新型沸石滤料。
如水处理用人工陶粒沸石滤料逐渐在生产上应用于污水处理中的生物曝气滤池。
纤维沸石滤料在生产上应用于污水处理厂深度处理的高度滤池中。
目前,沸石滤料在污水处理厂中使用的数量不大,陶粒沸石滤料每年约10万m3,纤维沸石滤料每年约3万m3,但是随着技术的成熟推广,不就将会应用得越来越多。
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