Technologie de modification de la zéolite naturelle et son application dans le traitement des eaux usées

Parmi de nombreuses technologies de traitement de l’eau, la méthode d’adsorption est devenue une technologie de traitement des eaux usées idéale en raison de ses avantages de fonctionnement simple, de faible consommation d’énergie, d’un bon effet d’élimination et d’une sélectivité élevée. Le développement d’adsorbants à faible coût et à haute efficacité est au cœur des méthodes d’adsorption. Comparés à d’autres adsorbants synthétiques à haute efficacité, les adsorbants naturels à faible coût présentent des avantages économiques et une valeur de protection de l’environnement plus élevés.

Les pores et canaux abondants des zéolithes naturelles et la charge négative en surface leur confèrent une bonne capacité d’adsorption pour les cations et une faible capacité d’adsorption pour les anions. Cela limite considérablement l’application des zéolithes naturelles dans l’élimination des polluants anioniques dans l’eau. Pour cette raison, de nombreuses études ont été menées sur la modification des zéolithes naturelles afin d’augmenter l’affinité pour les anions. La modification de surface est un moyen efficace d’augmenter l’affinité des zéolithes naturelles pour les polluants anioniques.

Différentes méthodes de modification auront des effets différents sur les propriétés physiques et chimiques de la zéolite, telles que la modification de la structure et de la taille des pores internes de la zéolite, ainsi que des groupes fonctionnels hydrophiles et hydrophobes et de surface. Le but principal de la modification physique est d’éliminer certaines impuretés à la surface de la zéolite et d’augmenter la surface spécifique. Le but de la modification chimique est : (1) d’éliminer les impuretés et de draguer les canaux de pores pour faciliter le processus d’entrée et de transfert des substances cibles, (2) d’introduire de nouveaux groupes fonctionnels pour modifier les propriétés de surface de la zéolite, telles que l’hydrophobicité, fournissant ainsi Nouveaux sites de liaison pour les polluants cibles.

La modification composite peut atteindre l’objectif de modification synergique en combinant plusieurs méthodes de modification. Afin de mieux équilibrer le coût de préparation et l’effet d’élimination, il est préférable d’améliorer la capacité d’adsorption de la zéolithe naturelle sur les polluants anioniques dans l’eau au moyen d’une modification du composé.

Il existe encore de nombreux défis dans le traitement pratique des eaux usées des zéolithes. Par exemple, la taille des pores des zéolithes naturelles appartient généralement à la catégorie des micropores, qui sont plus petits que le rayon des anions, ce qui va gêner leur migration et leur diffusion à l’intérieur de la zéolithe, ce qui n’est pas propice au processus d’adsorption. De plus, les composants des eaux usées réelles sont complexes et changeants, et les zéolithes sont facilement affectées par la coexistence d’ions et de valeurs de pH, ce qui entraîne de faibles effets d’adsorption et même des dommages structurels. De plus, la zéolithe saturée peut se transformer en une nouvelle source de pollution si elle n’est pas correctement éliminée.

(1) La méthode de modification de surface affectera les propriétés physiques et chimiques de la zéolite naturelle. La modification composite est un moyen efficace d’améliorer les performances d’adsorption d’anions de la zéolithe naturelle. Par exemple, en introduisant des matériaux mésoporeux pour élargir la taille des pores de la zéolite et améliorer l’efficacité de diffusion des anions dans la structure interne de la zéolite. En introduisant des groupes fonctionnels ayant une affinité pour les polluants cibles, les sites d’adsorption des zéolithes peuvent être enrichis et la sélectivité d’adsorption peut être améliorée.

(2) La combinaison de la zéolite naturelle avec d’autres procédés ou matériaux de traitement de l’eau peut améliorer efficacement son potentiel d’application dans le traitement des eaux usées. Les composants de la pollution dans les eaux usées réelles sont complexes et changeants, et l’utilisation combinée de plusieurs matériaux/processus est devenue le moyen courant d’améliorer l’effet du traitement des eaux usées. Les matériaux ou les procédés combinés contenant des zéolites naturelles/modifiées ont été largement utilisés dans le traitement des eaux usées, des eaux usées domestiques, des rivières et des lacs, etc. Les zéolites naturelles et leurs formes modifiées ont de bonnes perspectives d’application dans le traitement pratique des eaux usées.

(3) Le processus de modification et de régénération de la zéolite peut impliquer des solvants toxiques, causant de graves dommages à l’environnement et à la santé humaine. Un schéma de préparation et de régénération sûr et sans pollution doit être recherché, ou une méthode d’encapsulation stable développée comme solution pratique pour l’élimination finale et sûre des zéolithes.