天然沸石是一種含水的具有架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物,其中帶有可交換的堿或堿土金屬離子,有優(yōu)良的選擇交換性。 近年來(lái),天然沸石在水處理中的應(yīng)用越來(lái)越多。各種含沸石的濾料盡管名稱不一,但都是以沸石為原料制成的。現(xiàn)在沸石濾料已有取代氧化鋁、骨炭甚至活性炭和羥基磷灰石的趨勢(shì)。河北圍場(chǎng)縣盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)沸石,開(kāi)采和應(yīng)用已有幾十年的歷史,且沸石產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國(guó)內(nèi)外。特別在近幾年,國(guó)內(nèi)用天然沸石處理高氟水取得了重要成果,在國(guó)內(nèi)外外多個(gè)地區(qū)的高氟水治理中發(fā)揮了重要作用。
經(jīng)多次試驗(yàn)證明,天然沸石如不經(jīng)過(guò)處理直接用于飲用水除氟效果不好,必須先經(jīng)活化處理才能使用。采用不同方法對(duì)沸石進(jìn)行活化處理,考察在不同酸堿濃度下活化沸石的處理效果,并進(jìn)行了不同溫度下的煅燒試驗(yàn)。將沸石用不同濃度的氫氧化鈉、硫酸浸泡一定時(shí)間后用硫酸鋁溶液做改性劑再處理一段時(shí)間,干燥后取5g沸石,放入100mL含氟25mg/L的水中,攪拌后放置24h,測(cè)試水中的含氟量。
經(jīng)酸堿處理后,Zeolite都能有效除氟,而未經(jīng)處理的沸石基本沒(méi)有除氟作用;酸處理的沸石沒(méi)有堿處理的沸石除氟效果好。究其原因,是因?yàn)橛盟崽幚頃r(shí)溶掉了大部分沸石中的游離氧化鋁,而沸石中的鋁含量決定了沸石交換能力的大小,造成了交換能力的降低。因此,沸石做除氟濾料時(shí)不宜用酸做活化劑。而不同濃度的堿處理效果差別不大, 實(shí)際工作中采用2%NaOH做活化劑,改性劑采用硫酸鋁。
原料中沸石含量越高,吸附量越大。工作中應(yīng)盡量選擇質(zhì)量好的沸石做除氟原料。而沸石含量50%以下的沸石巖不適合做除氟濾料原料。
我國(guó)有很多地區(qū)飲用水氟含量超標(biāo),特別是在些人群居住偏遠(yuǎn)的農(nóng)村和居住相對(duì)分散的牧區(qū)家庭,至今還在飲用高氟水。雖然黨和政府采取了很多措施解決這一問(wèn)題,但受到客觀條件的限制,解決這一問(wèn)題仍有很大困難。有些地方雖可以找到合格水源,但由于居住分散,無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中供水。另外,新興的膜處理技術(shù)要求前處理相當(dāng)嚴(yán)格,也限制了這一技術(shù)的應(yīng)用。 因此,盡快尋找一種適合農(nóng)牧區(qū)需要的小型除氟裝置和濾料顯得非常重要。近年來(lái),內(nèi)蒙古自治區(qū)東烏旗水利局引入沸石過(guò)濾技術(shù),使用天然沸石作為濾料來(lái)進(jìn)行家庭高氟水處理,解決了近萬(wàn)口農(nóng)牧民的飲用高氟水問(wèn)題,深受人民群眾的好評(píng)。用天然沸石除氟水質(zhì)能否得到保證,這是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。為此有關(guān)疾控部門對(duì)除氟裝置出水進(jìn)行了長(zhǎng)期質(zhì)量跟蹤監(jiān)測(cè),證明出水符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn),可以放心飲用。
經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐檢驗(yàn),天然沸石經(jīng)處理后作為除氟材料是完全可行的。只要注意操作要求,選擇合適的除氟裝置,完全可以滿足家庭飲用水要求。而且使用者可以自己完成整個(gè)操作過(guò)程,不需動(dòng)力和特殊管理,低碳環(huán)保,不浪費(fèi)水資源。適合在農(nóng)牧區(qū)推廣使用,也可以在較大型水處理廠使用。另外,沸石濾料制作簡(jiǎn)單, 可以使用30年以上,只要定期再生即可,無(wú)毒害作用。在制作濾料時(shí),要盡可能選擇質(zhì)量好的沸石,低含量沸石影響除氟使用時(shí)間。最好選擇陽(yáng)離子交換容量在140mmol/100g以上的沸石。沸石再生時(shí)間受到原水質(zhì)的制約。原水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)較差的水再生時(shí)間可能縮短,尤其是較渾濁的水更影響使用周期。應(yīng)該采取事先經(jīng)紗布過(guò)濾的方式除去懸浮物使沸石充分發(fā)揮作用。另外,季節(jié)溫度和是否豐水期也影響沸石再生周期。