過濾是城鎮給水處理、污水處理中的重要工序，是保障水質達標的重要手段。適宜的濾料是影響濾池發揮效能的重要因素，是關系濾池結構形式、運行成本和正常操作的關鍵因素。天然沸石作為一種多孔性的礦物材料，它具有較大的孔隙率和比表面積的特性，并且具有良好的吸附性能和選擇性離子交換性能，極性分子和細菌容易富集在其上。

沸石濾料與傳統水處理濾料（石英砂、陶粒等）相比，具有處理效果好、價格低等優勢，所以沸石在水處理中的應用越來越廣泛。近些年來，美國與日本等發達國家分別興建了以沸石使用保證出水質量的處理廠，取得了良好的污水處理效果。

一、沸石化學結構與特性

沸石的基本結構是四面體的結合體，其中Si原子為結合體的中心，4個頂點為有氧配置的SiO4及AlO4，硅(鋁)氧四面體是依靠中間的氧原子相連接。沸石中空穴或籠是在三維空間上形成多種形狀的規則四面體構，這些空穴和籠通過不同形式連接就構成了沸石的孔道體系。陽離子和水分子是在沸石的空穴和孔道中占據著。沸石的粒徑規格型號很多，差別也很大，從幾cm到幾μm不等。

二、沸石在水處理領域的應用

沸石在應用上具有價廉、環境友好和高性能的特點，被廣泛用作催化劑、吸附劑、離子交換劑和改良劑，在污水處理方面得到了廣泛的研究和應用，特別是在高氟水、污水等方面取得了巨大成效。

應用沸石處理污水中的氨氮、有機物、金屬離子等的作用機理主要為吸附作用和離子交換作用，這兩種作用可同時發生或單獨發生，其主要與污染物的特性有關。

具體來說，沸石可以應用在以下幾類水處理領域中：

1.在給水和微污染水處理中的應用

沸石具有表面粗糙，比表面積大，吸附能力強等特點，其可以在給水處理中作為濾池填料，屬于天然輕質濾料。沸石可用來截留和吸附水中的懸浮物、藻類等污染物，降低出水濁度。

首先，氨氮是水源中的主要污染物，是凈水處理中重點去除的對象之一。沸石具有良好的離子選擇交換性能，對氨氮去除效果會更加明顯，所以可以用沸石處理微污染原水；

其次，沸石是一種極性吸附劑，它對極性有機物有較好的吸附效果；

再次，沸石還是一種比較理想的生物載體，對細菌具有富集作用。

值得一提的是，如果沸石與活性炭聯用或者沸石與臭氧聯用，對污水的處理效果會更佳。沸石與活性炭或者與臭氧能達到優勢互補的效果，可以使用其組合工藝對微污染原水進行深度處理，去除水中的有機污染物。

2.在廢水處理中的應用

沸石可以用來強化活性污泥系統對有機物和氨氮的去除效果。由于沸石獨特的特性，使其強化活性污泥系統對于氨氮的沖擊具有明顯的耐受性，因此投加沸石可以提高曝氣池中的硝化細菌類群數量，提高硝化速率。

另外，由于沸石中具有大量的微孔，微孔徑多數都在10nm以下，一般物質的分子大小與微孔孔徑相近，因此形成了分子篩的選擇特性。進入沸石晶穴內部的分子大小是由沸石的孔徑來決定的，只有比沸石孔徑小的分子或離子才可以進入到沸石的結構中。進人沸石表面的陽離子則與沸石晶格中的陽離子等發生交換，但其極性結構不會遭到破壞，從而使水中陽離子污染物得到有效的去除。

三、作為常用濾料，沸石和石英砂哪個效果好？

作為效果良好的水處理濾料，沸石和石英砂都有不同程度去除氨氮的效果。但沸石是一種多孔狀的材料，具有大的比表面積，經測定可達?10m2/g?以上，能與水中的氨氮發生離子交換和吸附作用從而去除氨氮。而石英砂不屬多孔性材料，無內表面，其比表面積僅約?50cm2/g?，可以認為不可能與氨氮發生顯著的吸附作用。此外，由于天然地表水中存在大量細菌，過濾過程中這些細菌會大量的被截留在濾料的表面上，當水中有溶解氧存在時，其中的硝化菌可將水中的氨氮轉化為硝酸鹽而被除去。沸石去除水中的氨氮是由于上述兩種方式共同作用的結果，具有更好的效果。對于石英砂而言，僅有細菌生化作用，所以效果要差一些。

①沸石的孔隙率大，濾層截污能力強，水頭損失值小于砂濾料，由于其密度比石英砂小，所需的反沖洗強度比石英砂低，可節省反沖洗水量，沸石的耐磨強度能滿足作為給水處理濾料的要求。

②相同粒徑下,?沸石濾料去除濁度的效果略好于石英砂。

③沸石去除水中的有機物(高錳酸鹽指數)、苯酚和氨氮的效果明顯優于石英砂。

④沸石對去除上述各種污染物均具有很長的使用周期，確切的使用周期長短有待今后根據不同的原水水質，通過長期的試驗觀測確定。

⑤采用沸石濾料代替石英砂濾料是改善出水水質的一種經濟、簡單的方法，該濾料是一種值得推廣的可行的新型濾料。

總之，近年來沸石在水處理應用研究中所取得的進展，激發了人們對沸石在環境污染防治中的運用給予更高期望。加之我國沸石礦產資源豐富、分布廣泛，在加強對沸石性質、結構和功能基礎理論研究的同時，重視沸石為原材料的環境功能材料的開發。可以相信，沸石在水污染防治領域中的作用將會越來越大，水污染防治成本也將會越來越低，“綠水青山”的“中國夢”也必將實現！