開發一種具備氮、磷雙重吸附能力的富營養化水體修復材料,以沸石為原料,將天然沸石堿洗后與Ca(OH)2、膨潤土進行混合,再通過調整混料比例、煅燒溫度、煅燒時間、升溫速率等過程,篩選出既具有脫氮、除磷能力,又具有一定機械強度的復合顆粒材料。
水體富營養化及其導致的藍藻水華是全球矚目的水環境問題,也是我國面臨的重大水污染問題之一。氮、磷營養鹽的大量輸入并在水體中過量累積是導致富營養化發生的根本原因,同時,富營養化引起的藻華爆發,對水質安全、人類健康、經濟發展、生態平衡以及社會穩定等都造成負面的影響。目前很多研究都認為,即使湖泊外源氮、磷污染物輸入得到有效控制,由于長期累積的內源氮、磷污染物的再次釋放,水體富營養化狀態也很難逆轉,可見,控制水體內源氮、磷污染負荷迫在眉睫。
為避免實驗過程中偶然條件因素對整體實驗結果的影響,分別從預選條件的各實驗因素中選取高置信度區間內的條件值,作為復合材料確定條件,復合材料制備條件集合如表4所示。
對于氨氮吸附量,當煅燒溫度>400℃時,氨氮吸附量下降明顯,并在煅燒溫度為700℃時達到最低,為2。82mg·g-1,顯著低于其他溫度下的氨氮吸附量(P<0。01)。相關研究表明,適當的煅燒溫度可去除沸石孔道雜質和水分,增大沸石比表面積,提高其離子交換能力,進而提高其去除氨氮的能力,而過高的溫度會使得沸石失去羥基水,結構坍塌,微孔被破壞,降低其離子交換能力。賀銀海研究得出相似結論,在煅燒溫度為400℃時,氨氮去除率達到最高,為84%。
有研究表明,鑭改性沸石吸附效果明顯,但鑭作為稀土元素,價格昂貴,在批量生產中受到諸多限制。同時,鋁改性沸石置于富營養化水體后,鋁離子會釋放進入水體,進而對水生生物產生毒性,使水體有惡化的風險。