Vật liệu lọc là tên gọi chung của vật liệu lọc xử lý nước, được sử dụng chủ yếu để lọc nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước tinh khiết, nước sinh hoạt.
Zeolit tự nhiên là một loại khoáng chất Aluminosilicat có màu trắng hoặc đỏ gạch. Nó thuộc về một chất trao đổi cation axit yếu. Sau khi đưa vào nhân tạo các thành phần hoạt động, nó có khả năng trao đổi ion hoặc khả năng hấp phụ mới, và khả năng hấp phụ cũng được tăng lên tương ứng. Nó chủ yếu được sử dụng để xử lý làm mềm nước cho các lò hơi quy mô vừa và nhỏ để loại bỏ các ion Ca và Mg trong nước, để giảm sự hình thành cáu cặn trong lò hơi, giảm sự ăn mòn của kim loại thử nghiệm nước và kéo dài thời gian sử dụng tuổi thọ của lò hơi. Nó có thể được sử dụng để loại bỏ phốt pho, chì và crom hóa trị sáu trong xử lý nước thải. Zeolit sau khi hỏng có thể được sử dụng để tái sử dụng nước muối đậm đặc sau khi tái sinh ngược dòng.
Các chỉ số kỹ thuật của vật liệu lọc zeolit như sau:
Tính chất hấp phụ
- Diện tích bề mặt cụ thể (m2 / g): 122-355
- Khả năng hấp phụ của SO2 là 47-58,2ml / g.
Hiệu suất trao đổi cation (CEC)
- Khả năng trao đổi NH4 + (mmol / 100g)
- Cao nhất / thấp nhất / Bình thường hoặc Trung bình: 150/109/127/58
- Khả năng trao đổi K + (mg / 100g)
- Cao nhất / Bình thường hoặc Trung bình: 18/7513/19
Hiệu suất xúc tác
Zeolit có diện tích bề mặt riêng lớn và hiệu suất kết tinh tốt. Chất xúc tác không cân đối toluen làm bằng zeolit biến tính là khả thi và có hoạt tính xúc tác cao cho quá trình đồng phân hóa p-xylen.
Khả năng chịu axit và nhiệt
Kháng axit: Ở 90 ℃ trong 4 giờ, khi nồng độ axit clohydric là 1N, zeolit không bị hỏng; khi nồng độ axit clohydric là 2N, zeolit bị phá hủy một phần.
Khả năng chịu nhiệt: Ở 250 ℃, mạng tinh thể thay đổi một chút; Ở 500 ℃, mạng tinh thể về cơ bản bị phá hủy; ở 750 ℃, mạng tinh thể bị phá hủy hoàn toàn; kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ phá hủy mạng tinh thể là 250 ~ 500 ℃, và thời gian bắt lửa là 4 giờ.
Trong quá trình ứng dụng thực tế, zeolit có thể khử COD, nitơ amoniac, và độ đục một cách hiệu quả. Tải trọng thủy lực tối ưu là 2,2m / h (thời gian lưu thủy lực là 1,4 giờ), và tốc độ loại bỏ COD, nitơ amoniac và độ đục lần lượt là 73,9%, 88,4% và 96,2%.
Nồng độ nước thải trung bình tương ứng là 43,4 mg / L, 3,5 mg / L và 3,7%, NTU, có thể đáp ứng các yêu cầu của các chỉ số liên quan trong giá trị khuyến nghị về chất lượng nước làm mát do Cục Bảo vệ Môi trường Nhà nước Trung Quốc đề xuất.
Zeolit và phương tiện lọc cát được sử dụng làm phương tiện lọc BAF để xử lý nước thải dệt nhuộm.
Kết quả đếm tế bào cho thấy số lượng Nitrosomonas và nitrobacteria trên bộ lọc zeolit lần lượt là 3,0 × 108 CFU / ml và 2,2 × 109 CFU / ml, trong khi trên bộ lọc cát là 4,5 × 108 và 6,5 × 108 CFU / ml, Tương ứng Về số lượng vi khuẩn nitrat hóa, phương tiện lọc zeolit thích hợp hơn cho quá trình nitrat hóa bằng vi sinh vật. Ngoài ra, từ việc loại bỏ các chất hữu cơ và TkN, ảnh hưởng của BAF với zeolit làm vật liệu lọc tốt hơn so với cát làm vật liệu lọc. BAF với zeolit làm vật liệu lọc có thể loại bỏ 86% ~ 92% cod, 99% BOD và 77% ~ 79% chroma trong nước thải dệt nhuộm. Nguyên nhân là do diện tích bề mặt riêng của vật liệu lọc zeolit tự nhiên lớn hơn so với vật liệu lọc cát, rất thích hợp cho sự bám của vi sinh vật. Hơn nữa, khả năng trao đổi ion của vật liệu lọc zeolit rất mạnh, có thể hấp phụ NH4 + trong nước. Sự phát triển của vi khuẩn nitrat hóa thích hợp với môi trường có thể chuyển hóa NH4 + Đó là nitrat. Kích thước hạt có thể được thực hiện theo nhu cầu, mô hình dòng chảy tốt, chu kỳ lọc dài, rửa ngược dễ dàng và khả năng ngăn chặn ô nhiễm mạnh mẽ.
Zeolite làm chất xử lý nước thải
Zeolite làm chất xử lý nước thải là một vật liệu xử lý nước thải đa chức năng mới, được làm bằng zeolite tự nhiên cao cấp sau khi kích hoạt và biến tính. Nó có diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng hấp phụ mạnh và khả năng trao đổi ion. Nó có khả năng hấp phụ và phân hủy xúc tác đối với các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải và có khả năng hấp phụ và hóa rắn mạnh đối với kim loại nặng và các chất ô nhiễm vật chất khác, ổn định hóa học tốt, và không bị phân hủy, không bị biến chất, không gây ô nhiễm nước. Nó có thể loại bỏ hiệu quả COD, BOD5, NH3-N, TP, chất rắn lơ lửng và các chất khác trong nước, đồng thời loại bỏ hiệu quả các kim loại nặng (cadmium, crom, thủy ngân, chì, asen, v.v.) và các chất phóng xạ trong nước, và có chức năng khử màu và khử mùi.
Phạm vi ứng dụng của chất xử lý nước thải zeolit như sau:
- Xử lý nước ô nhiễm sông / hồ đô thị
- Kiểm soát ô nhiễm nước cảnh quan đô thị
- Xử lý khẩn cấp ô nhiễm nước đô thị
Các chức năng chính như sau:
Hóa chất đặc biệt: hợp chất đặc biệt được cấp bằng sáng chế chất xử lý nước được làm từ zeolit tự nhiên làm nguyên liệu chính thông qua quá trình sửa đổi, kết hợp và xử lý toàn diện, không gây ô nhiễm thứ cấp. Loại bỏ hiệu quả cadmium, crom, thủy ngân, chì, asen và các chất ô nhiễm kim loại nặng khác, cũng như các chất ô nhiễm phóng xạ.
Thông qua phản ứng hấp phụ và trao đổi ion giữa zeolit và các nguyên tố kim loại nặng, các chất ô nhiễm kim loại nặng như cadimi, crom, chì, asen, thủy ngân và các nguyên tố phóng xạ như stronti và cesium có thể bị đông đặc và thụ động trong lỗ rỗng của zeolit. Loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ, nitơ amoniac, clo, phốt pho và các chất độc hại khác trong nước.
- Giảm đáng kể nhu cầu oxy hóa học (COD) trong nước, cải thiện đáng kể B / C và cải thiện chất lượng nước.
- Loại bỏ hiệu quả COD, BOD5, NH3-N, TP, chất rắn lơ lửng và các chất khác trong nước
- Loại bỏ hiệu quả các kim loại nặng (cadimi, crom, thủy ngân, chì, asen,…) và các chất phóng xạ trong nước.
Sử dụng zeolite trong đất ngập nước xây dựng
Là chất nền của đất ngập nước xây dựng truyền thống, việc hấp phụ đất, cát, sỏi lên các chất ô nhiễm khó đáp ứng được nhu cầu cải thiện ô nhiễm môi trường hiện đại. Vật liệu lọc Zeolite, là vật liệu xử lý nước thải đa chức năng mới, được làm từ zeolite tự nhiên cao cấp sau khi kích hoạt và sửa đổi. Nó có diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng hấp phụ mạnh và khả năng trao đổi ion.
Nó có khả năng hấp phụ và phân hủy xúc tác đối với các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải và có khả năng hấp phụ và hóa rắn mạnh đối với kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác Tính ổn định hóa học tốt, không bị phân hủy, không bị biến chất, không gây ô nhiễm nguồn nước. Nó có thể loại bỏ hiệu quả COD, BOD5, NH3-N, TP, chất rắn lơ lửng và các chất khác trong nước, cũng như các kim loại nặng (cadmium, crom, thủy ngân, chì, asen, v.v.) và các chất phóng xạ trong nước, và có chức năng khử màu, khử mùi và khử mùi hôi.
Sự kết hợp giữa tiền xử lý và đất ngập nước được xây dựng có ý nghĩa to lớn đối với việc quản lý môi trường đất ngập nước. Nó không chỉ có thể thực hiện xử lý sơ cấp dòng chảy vào đất ngập nước để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống đồng ruộng; quan trọng hơn, nó có thể đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống đất ngập nước trong từng mùa bằng cách điều chỉnh độ sâu xử lý của tiền xử lý, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành, đồng thời đạt được hiệu quả lọc sạch chất lượng nước vào sông và tạo cảnh quan sinh thái sông.
Sử dụng zeolite trong xử lý sông
Zeolit có thể được sử dụng làm chất cải thiện chất lượng nước: bột zeolit để xử lý nước thải có thể thu giữ hiệu quả iốt phóng xạ, cesium, kết tủa stronti hòa tan trong nước. Bột Zeolit có lỗ xốp gần giống với ion cesium, giúp cải thiện hiệu quả bắt cesium phóng xạ.
Trước hết, zeolit có khả năng hấp phụ nitơ amoniac mạnh. Sau quá trình tiền xử lý, kích hoạt muối công nghiệp, rang và các quá trình khác, zeolit biến tính có thể loại bỏ amoniac vết trong nước và làm cho nước amoniac vượt quá tiêu chuẩn nước uống quốc gia. Zeolit biến tính cũng có thể loại bỏ florua và flo trong nước bằng các phương pháp khác nhau. Sau khi chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn nước uống quốc gia, vấn đề nước có hàm lượng flo cao ở Trung Quốc có thể được giải quyết.
Ngoài ra, việc điều chỉnh tỷ lệ silic và nhôm trong zeolit cũng có thể loại bỏ clo dư và các kim loại nặng quá mức trong nước máy và sắt. Đặc biệt nước thải in và nhuộm là một trong những nước thải công nghiệp chịu lửa và độc hại chính ở Trung Quốc.
Các chất ô nhiễm chính bao gồm thuốc nhuộm, kích thước, chất trợ, tạp chất sợi, tác nhân dầu, axit-bazơ và muối vô cơ. Đặc điểm của nó là lượng nước thải lớn, chất lượng nước phức tạp, hàm lượng chất hữu cơ cao, khó phân hủy sinh học, có màu đậm, chất lượng nước thay đổi nhanh và không đều, trong đó ô nhiễm thuốc nhuộm là nghiêm trọng nhất.
Khi bộ lọc sục khí sinh học (quy trình BAF> được sử dụng để xử lý nước thải in và nhuộm với zeolit tự nhiên làm vật liệu lọc, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac, COD, SS, tổng nitơ và chroma có thể đạt giá trị cao.
Và các chuyên gia trong nước qua các thí nghiệm cho thấy: so với zeolit tự nhiên, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac và phốt pho dương được cải thiện rất nhiều, đặc biệt tỷ lệ loại bỏ phốt pho dương tăng lên 10 lần, và tỷ lệ loại bỏ cao nhất có thể đạt tới 99%. Giá trị pH tối ưu của zeolit biến tính để loại bỏ nitơ và phốt pho đồng thời là khoảng 4.
Kết quả tốt
Tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac và phốt pho dương lần lượt là 83% và 90%. Khi pH đầu vào nằm trong khoảng 4 ~ 8, nước thải đầu ra nằm trong khoảng 6 ~ 9. Zeolit bão hòa hấp phụ có thể được tái sinh một cách hiệu quả và tốc độ loại bỏ chỉ giảm 7% sau 7 lần tái sinh.
Do đó, zeolit biến tính là một nỗ lực mới và có lợi cho việc xử lý nước ô nhiễm vi lượng nitơ và phốt pho. Ngoài ra, phân tích sinh thái phân tử cho thấy sự đa dạng, phong phú và đồng nhất về DNA của vi sinh vật trong hệ thống bùn hoạt tính đã được cải thiện sau khi bổ sung zeolit.
Đối với hệ thống bùn hoạt tính hoạt động bình thường do nitơ amoniac tác động trong thời gian ngắn, bằng cách bổ sung 50 mg / L bột zeolit, hệ thống xử lý có thể được khôi phục về trạng thái trước khi xử lý trong thời gian ngắn.
Tài liệu tham khảo: