生物沸石能夠同時發揮沸石的吸附性能和生物膜的作用,去除水中的污染物質,在使用和處理過程中不會對環境造成二次污染,是一種環境友好水處理材料。
因為沸石具備網架狀的特殊空間結構和相互連接的孔穴和孔道,?使得其比表面積極大(400-800 m2/g)。 另外,由于沸石構架上的堿和堿土金屬離子極易與水溶液中的陽離子發生交換作用,從而使沸石具有良好的吸附、交換性能。由于沸石具備孔隙度高、比表面積大、表面粗糙以及吸附性能良好等特點,可吸附有極性的分子和細菌,對細菌有富集作用。沸石的微孔結構適于微生物生長繁殖,對微生物無毒害,因此沸石是一種理想的生物載體。
1.傳統凈水工藝的弊端
隨著工業和城市的迅速發展,?相當多的飲用水源地受到了較嚴重污染,傳統的凈水工藝難以適應微污染水源處理,不能有效去除原水中的氨氮、色度和藻類等。與此同時,人們對飲用水水質的要求卻不斷提高。?因此,微污染水源水處理成為近10年來我國水處理研究熱點之一,而在微污染水源水的處理中引入生物處理技術,已經成為一個技術發展方向,和有效手段。?例如通過生物膜法進行預處理,借助于微生物群體的新陳代謝活動,對水中的有機污染物、氨氮、亞硝酸鹽以及鐵、錳等無機污染物進行初步去除,既改善了水的混凝沉淀性能,也減輕了常規處理和后續處理過程的負荷。
2.生物沸石如何應用在水處理
對沸石濾料生物濾池處理微污染,水源水中低濃度氨氮的掛膜啟動性能進行了研究。試驗結果表明,掛膜過程可以根據氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮濃度的變化分為3個階段:初期沸石以本身對銨離子的吸附交換為主,氨氮去除率達?88%以上;中期開始出現生物硝化作用,亞硝酸鹽積累明顯,硝酸鹽出水濃度不穩定,氨氮去除率穩定,但下降至65%左右;后期硝化反應穩定進行,亞硝酸鹽迅速轉化為硝酸鹽,氨氮去除率穩定在?60%以上。
將生物沸石和懸浮球填料有機組合在一起的新型懸浮球填料應用于污水深度處理中,該填料易于掛膜,且生物相高級、豐富、不易脫落;孔隙率為?90%,不易堵塞。該新型填料長有的生物膜致密,沸石內部的孔穴中長有較多的原生物,有利于氨氮的轉化。實驗表明:填有該新型填料的曝氣生物流化床在穩定狀態處理城市污水廠二級出水時,?出水CODCr?質量濃度為?10 ~ 36 mg/L,?去除率為?48% ~81%;出水氨氮質量濃度可以保持不大于2 mg/L,去除率不小于?89%。出水水質能滿足再生水用于循環冷卻水的水質要求
沸石在我國的儲藏量大,種類多樣,分布廣泛,生產成本低,其微孔結構適合微生物生長繁殖,是一種優良的微生物載體,將其應用到污水處理領域,既可以發揮其優良的吸附性能,又能利用其中的微生物去除污染物。另外,生物沸石在使用和處理過程中不會對環境造成二次污染,是一種環境友好材料。?因此,隨著對生物沸石研究的深入,利用生物沸石作為環境工程材料,在污染防治尤其在水處理方面將有潛在、廣泛的應用前景,對解決我國日益嚴峻的水環境污染及水資源短缺問題具有重要的現實意義。