以無機固體廢棄物為原料制備沸石的資源化技術(shù)研究.pdf

1、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)，具有空曠的骨架結(jié)構(gòu)，這使得沸石具有離子交換性、分子篩的選擇吸附特性，已經(jīng)廣泛用于環(huán)境工程實例中解決環(huán)境污染等問題，是一種頗有前途的礦物資源。本實驗室對粉煤灰及其合成沸石進行的大量研究表明，與粉煤灰相比，粉煤灰合成沸石（ZFA）具有很高的陽離子交換容量（CEC）和磷酸固定容量（PIC），在理論上是一種優(yōu)良的同步脫氨除磷材料。但是未經(jīng)任何預(yù)處理的ZFA對生活污水中低濃度的氨和磷去除效果有

2、限。 本文將粉煤灰原料制備的沸石進行陽離子飽和預(yù)處理和不同濃度硫酸預(yù)處理，以期在不降低其最大去除潛能的條件下提高對污水中低濃度的氨和磷去除效果，并將粉煤灰合成沸石造粒后進行實際污水除磷濾柱實驗。在粉煤灰為原料合成沸石研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)以新的物體廢棄物-高溫無害化后的蘇州河底泥-為原料合成沸石，為無機固體廢棄物提供了高附加值的資源化技術(shù)。 粉煤灰合成沸石改良預(yù)處理的實驗結(jié)果表明，ZFA經(jīng)過適當交換性金屬陽離子（如Al3

3、+、Ca2+）或者適當濃度的H2SO4溶液（0.01 mol L-1）預(yù)處理后，在沒有降低CEC和PIC的前提下，有效提高了其對污水中低濃度的氨和磷的去除能力，在生活污水深度處理以及水體富營養(yǎng)化防治方面具有廣闊的應(yīng)用前景。Al3+-ZFA可以有效地同步去除低濃度污水中的氨和磷，Ca2+-ZFA次之；Fe3+-ZFA適合于針對性地去除污水中的磷；經(jīng)0.01 mol L-1的H2SO4溶液處理后的ZFA顯著提高了PIC，有效提高了對低濃度的

4、氨和磷的去除能力。過高濃度的酸處理會改變ZFA的結(jié)構(gòu)，導致CEC和磷PIC嚴重降低。 其次，將ZFA造粒后作為污水除磷填料，進行固定濾柱實驗。結(jié)果表明，ZFA顆粒填料能夠長期、持續(xù)有效地去除污水中的磷。其中水力負荷對磷去除效果影響顯著，水力負荷控制在177.9L m-2 h-1以下時除磷效果較好；當進水pH值偏酸性或偏堿性，合成沸石的除磷能力顯著提高。 再次，以蘇州河底泥為原料，采用堿熔-晶化兩步法成功地制備了沸石。

5、受合成條件的影響，合成的沸石主要為NaP1沸石和羥基方鈉石。NaP1沸石的陽離子交換容量、比表面積都要大于羥基方鈉石。氫氧化鈉與底泥的比例對合成得到的沸石類型影響較大。NaOH/Sediment較低時（≤1.6/1.0）得到的沸石以NaP1為主；NaOH/Sediment較高時（≥2.0/1.0），會促使NaP1沸石向羥基方鈉石轉(zhuǎn)化，得到以羥基方鈉石為主的沸石。水熱晶化時的液固比也會影響合成沸石的種類，較低的液固比（≤2.5/1.0）得