近年來,由于沸石獨特的物理、化學特性,使得它在水處理各個領域中得到了越來越多的研究和應用。沸石是一族含水鋁硅酸鹽礦物,一般可用化學式( M, N2)O2·?Al2O3·?nSiO2·?mH2O?表示,式中M、N2分別代表二價和一價的陽離子。在水處理領域廣泛應用的主要是斜發沸石、?絲光沸石、菱沸石等。?沸石的粒徑有很多規格,大的可達幾cm,小的可到幾μm。沸石的基本結構是以Si為中心,形成4個頂點有氧配置的SiO4四面體以及Al取代Si并置換成AlO4四面體的結合體,硅(鋁)?氧四面體通過中間的氧原子相連接,在三維空間上可形成多種形狀的規則四面體構成沸石的空穴或籠,這些空穴和籠以不同形式連接則構成了沸石的孔道體系。在沸石的空穴和孔道中占據著陽離子和水分子。

?沸石具有良好的離子選擇交換性能,特別是對氨離子,氨氮是給水處理中重點去除的對象之一。沸石還是一種極性吸附劑,可以吸附極性有機物,同時沸石對細菌還有富集作用,是一種理想的生物載體。利用生物沸石反應器處理微污染原水,經長期運行測試,生物沸石反應器對氨氮、NO2-N、?Mn、?有機物、?色度、?濁度平均去除率分別為?93%、90%、95%、?32%、?77%、?72%。?通過對比實驗表明,沸石具有和生物活性炭、?生物陶粒一樣的性能,并在去除氨氮方面表現出更優越的性能,為微污染水源水的凈化提供了一種新材料和途徑。

另外,沸石可以強化活性污泥系統對有機物和氨氮的去除率,投加沸石粉質量濃度為50 mg/L,可使COD?去除率提高約?10%,氨氮去除率提高?15%。沸石強化活性污泥系統對于氨氮的沖擊具有明顯的耐受性,投加沸石使得曝氣池中的硝化細菌類群增加,硝化速率提高,出水的NO2-N濃度明顯提高。分子生態學分析表明,投加沸石后活性污泥系統中微生物的DNA?多樣性、豐富度和均勻度均有所提高。將斜發沸石粉投加到活性污泥工藝的曝氣池中進行小試規模的研究,由于沸石粉表面附著生物膜,當系統的有機負荷率提高,微生物濃度也隨之增大,兩者成線形關系。對于質量濃度為4000 mg/L的沸石平衡濃度的系統,MLVSS質量濃度達到了?4 720 mg/L,能夠顯著提高有機物去除速率,系統相對來說表現出更高的硝化速率,且受碳氮比的影響很小,硝化能力提高了?38%。

我國沸石資源豐富,分布廣,產量大,所以沸石在水處理領域的應用有著其他礦物質無法比擬的優點,在水處理領域中有著很好的應用前景。并且,在未來研究學者將沸石的吸附作用與其他技術相結合處理污水的有效方法,利用沸石獨特的特性聯合其他處理工藝,達到各自的優勢互補。