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非活性炭吸附剂(沸石、生物吸附剂)

  • 沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,是30多种沸石族矿物的总称。构成沸石结晶阴离子型架状结构的最基本单位是硅氧[SiO4」四面体和铝氧[AL04]四面体。沸石的结构决定了它具有离子交换性。沸石具有空旷的骨架结构,晶穴体积约为总体积的40%--50%,独特的晶体结构使其具有大量均匀的微孔,孔径大多1nm以下,其均匀的微孔与一般物质的分子大小相当,由此形成了分子筛的选择吸附特性,即沸石孔径的大小决定了可以进入其晶穴内部的分子大小,只有比沸石孔径小的分子或离子才能进入。聚丙烯酰胺
  • 沸石离子交换法是一种深度废水处理技术,适用于废水的二级或三级处理。目前沸石广泛地应用于除氟改良土壤、废水处理、除去或回收重金属离子、放射性废物的处理、海水提纯、海水淡化、硬水的软化等,具体列举如下。
    1. 沸石去除水中铁。利用改性沸石的优良吸附性能,使它表面形成铁质活性滤膜,Fe2+被吸附在滤膜上并在氧和滤膜的催化作用下迅速氧化并水解,形成新的铁质活性滤膜:
      4Fe2十O2十2H2O→4Fe3+→4OH-
      Fe3+十30H-十2H2O→Fe(OH)3·2H20
      Fe(OH)3·2H2O+Fc2+ →[Fe(OH)2·(OFe)·2H20]+十H+
      4[Fe(OH)2·(OFe)·2H2O]+十O2+10H20 →8Fe(OH)3·H2O十4H+
      以上过程使水中Fe2+不断被去除,而形成新的铁质滤膜。失效的沸石可用水反冲洗掉老化的滤膜后重新恢复除铁性能。
    2. 沸石去除水中氟。沸石具有独特的离子交换和吸附性能,经活化改性后的沸石可以作为水中除氟的新材料。改性沸石具有很好的去除效果,可以使水中的氟浓度降至1.Omg/L的饮用水标准以下,具有可靠的除氟性能。
    3. 沸石去除水中氨氮。沸石具有优异的离子交换性能,利用沸石的这一特性将沸石改性成NaZ(Z代表沸石阴离子骨架)沸石,再对水中氨氮进行交换去除,去除反应式为:Na+ -Z+NH4+ →NH4+ -Z+Na+
    4. 沸石可完全去除废水中的氨氮,与人工合成的离子交换树脂相比,在有干扰阳离子特别是水中有Ca2+ , Mg2+存在时,有更好的脱氨氮效果,沸石在许多国家广泛存在且成本低廉,从经挤的观点来看,用沸石离子交换法脱除废水中的氨氮也是可行的。沸石脱氨氮的经济性主要由预处理和再生工艺决定,如果能选择适当的预处理方法和经济的再生工艺,沸石在除氨氮方面将得到更广泛的应用。聚合氯化铝
  • 生物吸附剂:生物吸附是指使用具有选择性吸附作用的微生物或动植物碎片等生物吸附剂,以达到脱除重金属离子、难降解或有毒有机物等污染物的目的。生物吸附利用微生物体本身的化学结构及其成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离来去除水溶液中的金属离子,在采矿和处理含贵金属废水的过程中,也可以使用生物吸附剂来富集回收贵金属(下图)。

生物吸附填料重金属

  • 生物吸附剂包括植物、微生物等,目前研究较多的是微生物吸附剂,根霉和枯草芽抱杆菌是研究最广泛的生物吸附剂。近年来,对重金属微生物吸附剂的研究结果表明,一些微生物如细菌、真菌和藻类对重金属有很强的吸附作用,因此微生物菌体是重金属吸附剂的首选材料。
  • 生物吸附的主要机理有络合、螯合、离子交换、转化、吸收和无机微沉淀等,一般来说,金属的生物吸附是以许多金属结合机理为基础的。影响微生物吸附的因素很多,包括生物吸附剂和被吸附的离子本身的物理化学性质以及操作的各种环境条件,如pH值、温度、离子强度等。 斜管填料
  • 生物吸附处理含金属的废水具有很多优点,它能高效、有选择性地处理低浓度金属废水,还能变废为宝。如利用发酵工业中大量的废弃菌体进行废水中有害金属的生物吸附,兼顾环境和经济效益,一举两得。但由于对生物吸附剂与金属结合的机理研究得不彻底,对参与金属络合的细胞组分构成及生物合成过程不清楚,缺乏金属和生物吸附剂之间作用的动力学参数,不能进行过程设计和放大以及经济衡算等,使得生物吸附技术目前还不能大规模地应用于废水处理系统中。因此,有必要对生物吸附进行进一步的研究,以便早日大规模应用于工业,为人类造福。
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