隨著我國國民經濟的迅速增長和城市人口的膨脹, 生活污水和工業廢水大量排放, 水污染現象變得越來越嚴重。如何在水處理中有效地運用新型環境友好材料成為環境保護領域的重要研究課題。沸石由于具有較好的吸附性、離子交換性、催化性、耐酸性和熱穩定性,在水處理中能夠有效地去除水中的氨氮、有機污染物、重金屬離子、氟、磷和含氧酸陰離子,并且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。
一、污水中氨氮元素的去除
隨著工農業生產的迅猛發展,大量工業廢水、生活污水和農用化肥等進入河流、湖泊等水體,使這些水域中氨氮的含量增高)過量氮和磷的化合物能使藻類大量繁殖,溶解氧銳減,水質嚴重退化)長期以來,城市污水二級處理法主要以去除234和55為目標,對氨態氮等無機營養物質的去除效果不佳)因此,有效控制和降低污水中氨氮的含量,已成為現代污水處理技術的一項新課題)而如何采用價廉、實用的除氨技術又是當前的研究重點之一)污水中的氮主要以有機氮化物和氨氮形式存在)傳統的活性污泥法能將有機氮化物轉化為氨氮,卻不能有效去除之,常用的一些去除氨氮的方法如氣提法、陰離子交換樹脂法、生化法都因設備復雜、成本高、除氨效果不理想難以有效解決這個問題)由于沸石對氨氮較高的選擇性,可被應用于這一領域。
二、沸石去除氨氮機理
沸石是一種呈架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物的總稱。在沸石構架中,陰離子晶格上的負電與平衡陽離子的正電電荷中心在空間上是不重疊的) 。因此,分子間具有巨大的靜電吸引力;沸石晶格內部有很多大小均一的孔穴和通道,空穴通過開口的通道彼此相連,這就使沸石的比表面積極大,具有良好吸附性能)。沸石構架上的平衡陽離子和水分子與格架結合的不緊密,極易與周圍水溶液里的陽離子發生交換作用,交換后的沸石結構不被破壞,這就使沸石具有陽離子交換特性)。
三、沸石在水處理中應用的效果
沸石對水中氨氮有良好的去除效果,是一種優良除氨新材料,其吸附交換容量較大,遠比活性炭、石英砂除氨效果好。
另外,沸石濾料的裝填高度、濾速、粒徑、原水水質和沸石的質量對其水處理效果有較大的影響。濾料的裝填高度越大,氨的去除率越高;降低濾柱濾速,可以提高除氨效果;沸石的粒徑在0.8-1.7mm范圍內,具有更好的除氨性能; 當原水中鈣鎂離子含量較高時,會降低活化沸石的除氨效果;濾柱運行一段時間后需定期進行反沖洗和再生。