沸石是一種天然礦物，價格低，易獲得，且具有優(yōu)良的吸附性能和離子交換性能。隨著對Zeolite研究的深入，在未來的發(fā)展中，尤其在水處理方面將有著更廣闊的前景。

沸石在Water Treatment方面的應(yīng)用

1、軟化硬水

利用天然沸石可以作軟化硬水的預(yù)處理。如某廠家利用獨石口天然沸石進行軟化水的試驗，取得良好效果。若天然沸石改型后，作為離子交換劑可用于硬水的軟化處理。改型后的沸石對鈣鎂離子的交換能力有明顯提高，使水質(zhì)達到或超過一般工業(yè)生產(chǎn)和取暖鍋爐用水標準。沸石的交換能力達280～340mol/m3。

2、降低氟含量

我國高氟地區(qū)水的氟含量嚴重超標，高氟嚴重危害了人們的身體健康。應(yīng)用20～40目斜發(fā)沸石制作了除氟吸附過濾器，在氟病區(qū)進行試驗，處理后不僅含氟量降低了，而且濁度、鐵、汞、總硬度都得到了一定程度的改善，如表1。

表1原水的各項含量與經(jīng)除氟吸附過濾器處理后的各項含量經(jīng)處理后，含氟量符合國家規(guī)定的飲用水標準(F≤1mg/l)。同時，估算處理費用為每立方米≤0.5元。

3、除去和回收水中的重金屬離子

通常將比重在5以上的金屬稱為重金屬。冶煉廠、有色金屬礦山等化學(xué)工業(yè)部門所排放的含重金屬陽離子的廢水造成環(huán)境污染，對人體產(chǎn)生極大危害。試驗表明，絲光沸石和斜發(fā)沸石對于消除重金屬離子的效果較佳。特別是用堿處理過的沸石，其吸附量可以得到大大提高。用0.05mol/LHCI可濃縮回收吸附的重金屬離子，用NaOH溶液可使沸石再生。當(dāng)pH值大于4時，經(jīng)沸石處理的污水即可消除污染。在除砷方面，已取得出了較好的效果。有人對不同產(chǎn)地的Clinoptilolite進行了研究，發(fā)現(xiàn)對砷具有較大吸附力的是格魯吉亞共和國捷格維和捷扎米產(chǎn)的斜發(fā)沸石，吸砷量為0.21～0.22mg/g。

4、消除水中的放射性物質(zhì)

利用沸石的離子交換性能可消除水中的放射性137Cs和90Sr，而且交換了137Cs的沸石可原封不動地作為放射源使用，斜發(fā)沸石和絲光沸石就有極好的交換能力。為了不使放射性物質(zhì)擴散污染，通過熔化沸石，可使放射性離子長久固定在沸石晶格內(nèi)，因為熔化沸石的小片溶解作用進行是極慢的，失去1%的放射性物質(zhì)需要500年。國外試驗證明：當(dāng)含低放射性廢液通水容量比值達到5000，它對137Cs仍有99%的除去能力。我國北京師大化學(xué)系放射化研究室也用天然沸石對137Cs的交換性能進行試驗，在模擬1mol/LHNO3介質(zhì)的強放射性廢水中，137Cs的回收率達96%。另據(jù)報導(dǎo)，核工業(yè)部已將天然沸石應(yīng)用于原子能領(lǐng)域進行放射性廢水處理。

5、處理城市污水和地下水

利用絲光沸石吸附工藝可以生產(chǎn)富氧空氣。日本琦玉縣所澤市污水處理廠，利用投送活化污染工藝代替原來的空氣活化污染工藝生產(chǎn)富氧空氣。富氧裝置主要由3個吸附塔組成，每個塔充填天然絲光沸石5.9m，生產(chǎn)能力為120m/h，氧氣濃度為85%～90%。新工藝的優(yōu)點是設(shè)備占地面積小，因為不需要沉降池和其它設(shè)備;其次是運轉(zhuǎn)過程沒有噪聲，也不散發(fā)令人不快的氣味。我國國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心已在實驗室開發(fā)成功一種新型的LSX富氧分子篩產(chǎn)品。

6、消除廢水中的氨氮和磷

廢水中氨氮和磷含量過多會引起水的富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類的過量繁殖，造成水體污濁和魚類死亡的公害，因此引起水質(zhì)惡化。同時，氨氮的耗氧特性會使水體的溶解氧降低，而且當(dāng)水體的pH值較高時，氨對魚類等水生物具有毒性。利用天然沸石去除城市廢水或工業(yè)廢水中的氨氮，在國內(nèi)外獲得了較為廣泛的研究，其反應(yīng)原理為：

Z-M++NH+4=Z-NH+4+M+式中：Z-為沸石，M+為沸石中的金屬離子。

其交換容量取決于沸石礦中沸石含量，反應(yīng)溫度及溶液的pH值。一般交換容量隨溫度的升高而增大，隨交換溶液的pH值的增加而加大。但因堿性溶液對沸石吸附不利，因此，以pH<7.5為宜。Ciambelli等[9]人利用Phlipsite沸石從城市廢水中去除氨，研究了利用沸石去除氨的離子交換能力，實驗結(jié)果表明：該沸石能有效去除城市廢水中95%的氨，出水中銨離子濃度低于有關(guān)排放標準。進行了含銨廢水的研究，實驗對象為天津同化工廠鈦酸鋇生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的洗滌廢水，試驗裝置為三級串聯(lián)的沸石過濾柱，沸石量為600g，吸附溫度為21℃，含銨廢水的流速為17m/h，銨含量為300～400mg/l。吸附開始時，排出的凈化液中銨含量幾乎為0，由此可見沸石對銨的強吸附能力;隨后隨著含銨廢水通過量的不斷增加，凈化液中的銨含量緩慢上升，當(dāng)通量達30500ml/h時，凈化液的銨含量為14.98mg/l(國家標準為15mg/L)。

研制的生物沸石反應(yīng)器能高效的除去水中的NH3—N，NO2—N等。生物沸石反應(yīng)器是以通過特定處理的顆粒沸石作為生物載體的一種固定生物膜處理裝置。處理效果好，如表2。

表2生物沸石預(yù)處理、生物活性炭預(yù)處理和生物陶粒預(yù)處理對主要污染物指標的去除率比(mg·L-1)。

7、用于海水淡化

利用沸石的交換能力，人工合成的銀離子交換沸石，加少許活性碳等物質(zhì)，制成化學(xué)脫鹽劑使海水脫鹽。其主要成分為銀式泡沸石。因為價格較貴，所以目前只限用于軍隊緊急救生用。脫鹽劑作用原理[12]是：沸石是一種無機離子交換樹脂，它具有交換陽離子的能力，銀離子能與氯離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀，因此銀式泡沸石能去除氯、鈉、鈣、鎂離子；氫型強酸性陽離子交換樹脂，也能去

除鈉、鈣、鎂等離子;氫氧化鋇的作用是除去鎂、硫酸根離子，這些作用如下列反應(yīng)式所示：

AgZ(銀式泡沸石)+Na+(或Ca2+、Mg2+)+Cl-→NaZ+AgCl↓Ba(OH)2+Mg2++SO2-4→Mg(OH)2↓+BaSO4↓通過上述反應(yīng)，海水中的主要成份(Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4)等離子都成為不溶性的沉淀物，這些沉淀物經(jīng)過濾裝置分離除去后，濾過水便是可供飲用的淡水。