تقنية تعديل الزيوليت الطبيعي وتطبيقاتها في معالجة مياه الصرف الصحي
من بين العديد من تقنيات معالجة المياه ، أصبحت طريقة الامتزاز تقنية مثالية لمعالجة مياه الصرف الصحي نظرًا لمزاياها المتمثلة في التشغيل البسيط والاستهلاك المنخفض للطاقة وتأثير الإزالة الجيد والانتقائية العالية. إن تطوير مواد ماصة منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة هو جوهر طرق الامتزاز. بالمقارنة مع الممتزات الاصطناعية الأخرى عالية الكفاءة ، فإن الممتزات الطبيعية منخفضة التكلفة لها فوائد اقتصادية أعلى وقيمة حماية البيئة.
إن المسام والقنوات الوفيرة في الزيوليت الطبيعي والشحنة السالبة على السطح تجعلها تتمتع بقدرة امتصاص جيدة للكاتيونات وقدرة امتصاص قليلة للأنيونات. هذا يحد بشكل كبير من استخدام الزيوليت الطبيعي في إزالة الملوثات الأنيونية في الماء. لهذا السبب ، تم إجراء العديد من الدراسات حول تعديل الزيوليت الطبيعي من أجل زيادة تقارب الأنيونات. يعد تعديل السطح طريقة فعالة لزيادة تقارب الزيوليت الطبيعي للملوثات الأنيونية.
سيكون لطرق التعديل المختلفة تأثيرات مختلفة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيوليت ، مثل تغيير بنية المسام الداخلية وحجم الزيوليت ، بالإضافة إلى المجموعات الوظيفية المحبة للماء والطارئة للماء والسطح. الغرض الرئيسي من التعديل المادي هو إزالة بعض الشوائب على سطح الزيوليت وزيادة مساحة السطح المحددة. الغرض من التعديل الكيميائي هو: (1) إزالة الشوائب وتجريف قنوات المسام لتسهيل عملية دخول المواد المستهدفة ونقلها ، (2) لإدخال مجموعات وظيفية جديدة لتغيير خصائص سطح الزيوليت ، مثل مقاومة الماء ، وبالتالي توفير مواقع ربط جديدة للملوثات المستهدفة.
يمكن أن يحقق التعديل المركب الغرض من التعديل التآزري من خلال الجمع بين طرق التعديل المتعددة. من أجل تحقيق توازن أفضل بين تكلفة التحضير وتأثير الإزالة ، يعد خيارًا أفضل لتحسين قدرة امتصاص الزيوليت الطبيعي للملوثات الأنيونية في الماء عن طريق التعديل المركب.
لا يزال هناك العديد من التحديات في المعالجة العملية لمياه الصرف الصحي للزيوليت. على سبيل المثال ، عادةً ما ينتمي حجم مسام الزيوليت الطبيعي إلى فئة المسام الدقيقة ، والتي تكون أصغر من نصف قطر الأنيونات ، مما يعيق انتقالها وانتشارها داخل الزيوليت ، وهو ما لا يفضي إلى عملية الامتصاص. علاوة على ذلك ، فإن المكونات الموجودة في مياه الصرف الفعلية معقدة وقابلة للتغيير ، وتتأثر الزيوليت بسهولة بالأيونات المتعايشة وقيم الأس الهيدروجيني ، مما يؤدي إلى تأثيرات امتصاص ضعيفة وحتى أضرار هيكلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحويل الزيوليت المشبع إلى مصدر تلوث جديد إذا لم يتم التخلص منه بشكل صحيح.
(1) ستؤثر طريقة تعديل السطح على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيوليت الطبيعي. يعد التعديل المركب طريقة فعالة لتحسين أداء امتصاص الأنيون للزيوليت الطبيعي. على سبيل المثال ، من خلال إدخال مواد مسامية لتوسيع حجم مسام الزيوليت وتحسين كفاءة انتشار الأنيونات في البنية الداخلية للزيوليت. من خلال تقديم مجموعات وظيفية ذات صلة بالملوثات المستهدفة ، يمكن إثراء مواقع امتصاص الزيوليت وتحسين انتقائية الامتزاز.
(2) يمكن أن يؤدي الجمع بين الزيوليت الطبيعي وعمليات أو مواد معالجة المياه الأخرى إلى تحسين إمكانات تطبيقه بشكل فعال في معالجة مياه الصرف الصحي الفعلية. تعتبر مكونات التلوث في مياه الصرف الفعلية معقدة وقابلة للتغيير ، وأصبح الاستخدام المشترك للمواد / العمليات المتعددة هو الطريقة السائدة لتحسين تأثير المعالجة الفعلية لمياه الصرف الصحي. تم استخدام المواد أو العمليات المشتركة التي تحتوي على زيوليت طبيعي / معدل على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي ، ومياه الصرف الصحي المنزلية ، والأنهار والبحيرات ، وما إلى ذلك. تتمتع مركبات الزيوليت الطبيعية وأشكالها المعدلة بإمكانيات تطبيق جيدة في المعالجة العملية لمياه الصرف الصحي.
(3) قد تشتمل عملية تعديل وتجديد الزيوليت على مذيبات سامة تسبب ضررًا كبيرًا للبيئة وصحة الإنسان. يجب البحث عن خطة تحضير وتجديد آمنة وخالية من التلوث ، أو تطوير طريقة تغليف ثابتة كحل عملي للتخلص النهائي والآمن من الزيوليت.