01、吸附氨氮效果
沸石是自然界中火山熔巖噴發后流入到特定的湖水或海水中,經億年沉積,地殼變動所形成的架狀結構的鋁硅酸鹽礦物,內部硅鋁氧組成的骨架中有很多形狀規則的空腔和連接空腔的通道,依托于其特殊的結構,沸石中的陽離子可以與廢水中的氨氮元素進行交換,達到去除氨氮的效果。
國家生態修復技術工程實驗室針對常見的人工濕地基質填料天然沸石、火山石、蛭石、柱狀活性炭、生物陶粒、無煙煤進行氨氮吸附性試驗,可以看出隨著反應時間的延長,6 種填料對氨氮的吸附容量均呈增長趨勢。在氨氮初始濃度為 100 mg /L 時, 分別測得各填料對氨氮的最大吸附容量: 沸石為 3.76 mg /g, 火山石為0. 97mg /g, 生物陶粒為0.28 mg /g, 蛭石為2.27 mg /g, 柱狀活性炭為0.65 mg /g, 無煙煤為 0.73 mg /g。由此可知, 各填料對氨氮的吸附容量表現為沸石 > 蛭石 > 火山石 > 無煙煤 > 柱狀活性炭> 生物陶粒, 這說明沸石對氨氮吸附在6種基質中作用更為顯著, 吸附效果更佳,可達到87.65% 。
02、脫磷效果
沸石自身具有良好的脫磷效果,吸附磷素后,與無效鈣質和鋁質溶出并沉積在填料表面或入替表面晶格中, 并且大量吸附沉淀在天然沸石表面的磷素會隨著時間推移解吸出來,不斷增強沸石的磷素吸附性能。另外,由于沸石孔隙結構發達, 常含有一些可與磷酸鹽發生固化作用的重金屬離子,也可以增強其脫磷效果,起到凈化水質的作用。
總之,沸石作為人工濕地的基質填料,具有良好的去除氨氮、脫磷效果。2016年,中國環境科學研究院、環境基準與風險評估國家重點實驗室、 國家環境保護湖泊污染控制重點實驗室, 國家環境保護科學觀測研究站等國家級環境研究機構聯合針對19種填料在人工濕地系統中應用效果進行試驗,結果表明,從試驗整體數值來看,沸石對水中污染物處理效果更佳,且可長時間使用后無堵塞現象發生。另外,沸石作為無毒無害的天然礦物,可以將其與吸附能力強且通透性較好的基質混合使用,從而在實際項目中達到優質的水處理效果。
人工濕地系統作為處理水污染的高效技術之一,通過對其科學應用,能有效改善當前水資源環境問題。沸石作為濕地系統的更優填料選擇,可以提升其整體處理能力,在保障污染物去除效果的前提下延長填料的使用壽命。另外,沸石填料取材天然,無任何污染,從而保障自然的選材中重新還以自然“綠色生機”。