沸石反粒度過(guò)濾技術(shù)可廣泛應(yīng)用于新水廠濾池建設(shè)

過(guò)濾是水處理工藝流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在厭氧生物濾池中，其構(gòu)造是沸石濾料，沸石濾料的主要功能是為厭氧微生物提供附著生長(zhǎng)的空間。由于“反粒度過(guò)濾”在理論上能克服傳統(tǒng)“下向流過(guò)濾”的諸多缺點(diǎn)，一致認(rèn)為是有發(fā)展前景的過(guò)濾技術(shù)。但長(zhǎng)期以來(lái)并未在理論與應(yīng)用方面有突破性進(jìn)展。在早期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)這項(xiàng)過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。通過(guò)采用提高濾層中*小粒徑沸石濾料的粒度、改變沸石濾料配比等技術(shù)思路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，攻克了“反粒度過(guò)濾”存在的問(wèn)題，認(rèn)為選擇合適的粗沸石濾料是反粒度過(guò)濾的關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明，粗沸石濾料反粒度過(guò)濾比傳統(tǒng)的正向（向下流）過(guò)濾具有明顯的優(yōu)越性：它含污能力強(qiáng)、產(chǎn)水量大，反沖洗周期長(zhǎng)，能使用較高的反沖洗強(qiáng)度，沸石濾料能沖洗干凈并大幅度節(jié)省投資。

在沸石濾料粒徑范圍為0.63-1.6mm或0.71-2.00mm，濾層厚82-85cm，進(jìn)水濁度30NTU左右等情況下，能獲得平均濾速高達(dá)16m/h、平均濾后水濁度低于1NTU左右、過(guò)濾周期長(zhǎng)達(dá)14-24小時(shí)的好處理效果；對(duì)水處理的懸浮顆粒、有機(jī)物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群的有效去除率達(dá)90%以上，且過(guò)濾速度是一般快濾池的1.5倍以上，濾池規(guī)模可減少1/3以上。沒(méi)有明火的情況下，保守說(shuō)在300度以下，因?yàn)橹鶢罨钚蕴吭诨罨瘯r(shí)溫度要接近1000度。粗沸石濾料反粒度過(guò)濾技術(shù)可廣泛應(yīng)用于新水廠濾池建設(shè)，老水廠濾池技術(shù)和挖潛改造以提高其水質(zhì)和產(chǎn)水量，以及高鐵、高錳水源水的處理。。

沸石的來(lái)源及發(fā)展現(xiàn)狀

天然沸石主要產(chǎn)生于巖梁活動(dòng)晚期的低溫?zé)嵋弘A段，沸石族礦物常見于噴出巖，特別是玄武巖的空隙中，也見于沉積巖、變質(zhì)巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中，是硅酸鹽中儲(chǔ)量蕞大的一類礦物。沸石不僅具有吸附水的能力，還可以吸附氧化鈣、二氧化流、氟化物、氮、銨、甲淳和放涉性物質(zhì)。沸石是在 1756 年由瑞典礦物學(xué)家Cronsted苐一次在玄武巖中發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)榉惺诩訜嶂寥廴跁r(shí)，伴有沸騰現(xiàn)象而得名。沸石是火山熔巖形成的一種含水架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，含有鈉、鎂、鈣、鉀、鋇等成分。1959 年日本蕞先將沸石用于飼料添加劑，目前世界上沸石添加劑已經(jīng)商品化生產(chǎn)，關(guān)于沸石的專利已有3000多項(xiàng)。

天然沸石含有畜禽生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部常量元素和大部分微量元素。首先，多孔的架狀結(jié)構(gòu)，密布很多均勻的小孔，結(jié)晶水布滿小孔，在加熱到一定溫度時(shí)雖然會(huì)出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象但是不會(huì)影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)還能成為海綿或者泡沫狀的多孔結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮吸附與離子交換的功能。這些元素都以離子的狀態(tài)存在，能被畜禽所利用。此外，沸石還具有獨(dú)特的催化性、吸附性、離子交換性、耐酸性、熱穩(wěn)定性以及耐毒性等。從沸石被發(fā)現(xiàn)起就廣泛應(yīng)用于畜禽飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、獸藥及飼料添加劑等各領(lǐng)域。

采用天然沸石顆粒處理模擬氨氮廢水，對(duì)比研究了常溫和中高溫下沸石吸附效果的差異，探討了高溫下吸附過(guò)程的熱力學(xué)，并優(yōu)化了高溫下沸石吸附氨氮廢水的操作工藝。究結(jié)果表明:天然沸石適合處理高溫氨氮廢水。

背景闡述

氨氮是指水中以游離氨(NH3)和銨根離子(NH4 )形式存在的氮。目前，全國(guó)大部分火力發(fā)電廠原水預(yù)處理環(huán)節(jié)中多過(guò)濾介質(zhì)器的濾料為沸石濾料。水體中的氨氮可導(dǎo)致水富營(yíng)養(yǎng)化，是主要的耗氧污染物，因此對(duì)含氨氮的廢水，特別是工業(yè)氨氮廢水必須經(jīng)處理后才能排放。工業(yè)氨氮廢水，如工業(yè)循環(huán)冷卻用水、焦化廠廢水、食品加工廠廢水及制藥工廠廢水等的共性是溫度較高，都超過(guò)了45℃。但目前的廢水處理方法，包括生物硝化/反硝化、樹脂離子交換和化學(xué)沉淀等均不適合直接處理高溫氨氮廢水，需要預(yù)先對(duì)廢水進(jìn)行加水稀釋冷卻或熱交換器降溫處理，增加了處理工藝流程，加大了廢水處理的成本。

天然沸石是一種呈結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，在自然界中分布廣泛，其結(jié)構(gòu)中鋁氧四面體結(jié)構(gòu)的電負(fù)性使天然沸石極易吸附銨根離子等陽(yáng)離子，且同時(shí)具有耐高溫、耐酸堿等特性，因此在處理高溫氨氮廢水方面有潛在的應(yīng)用前景。