隨著飲用水源污染日益嚴(yán)重,原水突發(fā)性氨氮污染問題困擾著水廠的運(yùn)行,原水中氨氮污染增加了消毒副產(chǎn)物的生成量及致突性,而傳統(tǒng)處理工藝不能有效去除氨氮和有機(jī)污染物。所以沸石水處理就顯得尤為重要了。
水是生命之源,也是影響社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的重要因素,而飲用水源的水質(zhì)關(guān)系到人民的健康安全和社會的穩(wěn)定。近幾十年來,隨著工業(yè)化迅速發(fā)展、城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大,人們在生活和生產(chǎn)過程中排放的生活污水和各種各樣的工業(yè)廢水超過天然水體的自凈容量,污染的天然水體流入水源地,引起飲用水源污染,趨勢相當(dāng)嚴(yán)峻。不少地區(qū)飲用水源水質(zhì)日益惡化,導(dǎo)致“水質(zhì)性缺水”。
地表水體氨氮污染的來源廣泛,除主要來自于大量的未經(jīng)處理的城市生活污水和工業(yè)廢水外,還有表土沉積巾的氮素等養(yǎng)分隨水土流失進(jìn)入水體:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的氮肥等營養(yǎng)元素未被充分吸收利用后經(jīng)地表徑流進(jìn)入水體;另外,動物排泄物未作處理就排入水體,這些均是造成水體氨氮污染的來源。
沸石是巖石圈上部分布最廣的架狀硅酸鹽礦物之一,從古生代到新生代都有產(chǎn)出。它不僅可以在巖漿期后的熱液階段形成,而且在沉積成巖作用階段、表生作用(風(fēng)化作用)階段、低級變質(zhì)階段都可以生成。沸石得到廣泛的應(yīng)用主要是因其特殊的物理化學(xué)性質(zhì),包括吸附性能、陽離子交換性能、催化性能和耐酸、耐熱、耐輻射性能等。
沸石去除氨氮主要是利用沸石對陽離子的選擇交換能力。由于沸石孔穴和孔道的直徑與氨氮微粒的直徑相當(dāng),故對NH4+具有很強(qiáng)的選擇吸附性能,沸石對溶液中NH4+的吸附,包括物理吸附過程和離子交換過程。物理吸附主要是由沸石表面的分子間作用力、靜電力等產(chǎn)生,與一般多孔性材料的吸附過程相同: 我國天然沸石的資源較為豐富,利用沸石去除氨氮成本低廉,具有較好的應(yīng)用前景。
在水源污染較嚴(yán)重時,投加沸石粉法是將沸石粉投加到原水中,吸附水中的氨氮,然后通過后續(xù)的混凝沉淀加以去除的方法。投加沸石粉的基建與設(shè)備投資費(fèi)用較低,使用靈活方便。在未來,有必要深入研究沸石粉最佳投加點(diǎn)和最優(yōu)投加量范圍。在常規(guī)凈水工藝中,混凝、沉淀、過濾、消毒等每一個處理流程至關(guān)重要,前面的工藝對后續(xù)處理工藝影響甚大,并影響出水水質(zhì)。混凝和沉淀的失效會造成濾池的砂濾層快速穿透,并會造成氯化消毒工藝產(chǎn)生對人體健康危害更大的消毒副產(chǎn)物。因此,沸石粉投加點(diǎn)的選擇主要考慮投加點(diǎn)要有充分的攪拌條件,使沸石粉與原水有良好的混合接觸,盡量延長與水體的接觸時間,充分利用粉末沸石的吸附能力,提高吸附率,盡量減小沸石粉對原有工藝的影響。