【火山巖】活化分子篩的結構特性-火山巖生物濾料的應用

http://www.gydfjs.com   火山巖活化分子篩的結構特性
    火山巖是一種呈結晶陰離子型架狀結構的多孔硅鋁酸鹽礦物質，是30多種火山巖石族礦物的總稱。在世界 40多個國家的火山碎屑沉積巖中，已發現有1000多處火山巖石產地。常見的主要礦物有鈉性火山巖石、鈣性火山巖石等，它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。其化學通式可以表示為：(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O。其中，x為堿金屬離子個數，y為堿土金屬離子個數，n表示鋁硅離子的個數之和，m表示水分子的個數。
    構成火山巖結晶陰離子型架狀結構的最基本單位是硅氧（SiO4）四面體和鋁氧（AlO4）四面體。在這種四面體中，中心是硅（或鋁）原子，每個硅（或鋁）原子的周圍有4個氧原子，各個硅氧四面體通過處于四面體頂點的氧原子互相連接起來，形成所謂的巨大分子。其中在鋁氧四面體中由于1個氧原子的價電子沒有得到中和，使得整個鋁氧四面體帶有1個負電荷，為保持電中性，附近必須有1個帶正電荷的金屬陽離子（M+）來抵消極性（通常是堿金屬或堿土金屬離子）。這些陽離子和鋁硅酸鹽結合相當弱，具有很大的流動性，極易和周圍水溶液中的陽離子發生交換作用，交換后的火山巖石結構不被破壞。火山巖石的這種結構決定了它具有離子交換性。
    火山巖石具有空曠的骨架結構，晶穴體積約為總體積的40%～50%，獨特的晶體結構使其具有大量均勻的微孔，孔徑大多在1nm以下。其均勻的微孔與一般物質的分子大小相當，由此形成了分子篩的選擇吸附特性，即火山巖石孔徑的大小決定了可以進入其晶穴內部的分子大小，只有比火山巖石孔徑小的分子或離子才能進入。
   火山巖石的這種結晶陰離子型架狀結構產生了特定的陽離子選擇順序，這是由該結構產生的靜電吸附選擇效應和分子篩選擇效應共同形成的。一方面，每一種火山巖石都有自己特定的結晶陰離子格架并產生各自特定的電場，各種陽離子與每種火山巖石格架及其相關的電場間相互作用的方式不一樣，使得火山巖石與各種陽離子的親和力也不一樣，產生了特定的陽離子靜電吸附選擇效應；另一方面，各種陽離子在水中形成的水合離子半徑不同，使得進入火山巖石微孔的難易程度不同，從而產生了分子篩選擇效應。
 
火山巖生物濾料的應用
    火山巖濾料是主要用于曝氣生物濾池、厭氧生物濾池、生物流化床工藝的首選生物濾料。火山巖濾料是有火山巖礦石，經過選礦、破碎、篩分、研磨等一系列工藝加工而成的粒狀濾料，其主要成份為硅、鋁、鈣、鈉、鎂、鈦、錳、鐵、鎳、鈷和鉬等幾十種礦物質和微量元素，表觀為不規則顆粒，顏色為紅黑褐色，多孔質輕，顆粒粒徑可根據不同要求生產。高效掛膜輕質濾料在物理微觀結構方面表現為表面粗糙多微孔，這些特點特別適合于微生物在其表面生長、繁殖，形成生物膜。
    火山巖濾料使曝氣生物濾池不僅能處理市政污水，以及可生化的有機工業廢水、生活排水、微污染水源水等，也可在給水處理中取代石英砂、活性炭、無煙煤等用作過濾介質，同時還可對已經過污水處理廠二級處理工藝后的尾水做深度處理，其處理出水達回用水標準后可作中水回用。

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