生物沸石能夠同時(shí)發(fā)揮Zeolite的吸附性能和生物膜的作用,去除水中的污染物質(zhì),在使用和處理過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,是一種環(huán)境友好水處理材料。

因?yàn)榉惺邆渚W(wǎng)架狀的特殊空間結(jié)構(gòu)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(gòu)架上的堿和堿土金屬離子極易與水溶液中的陽離子發(fā)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(diǎn),可吸附有極性的分子和細(xì)菌,對(duì)細(xì)菌有富集作用。沸石的微孔結(jié)構(gòu)適于微生物生長(zhǎng)繁殖,對(duì)微生物無毒害,因此沸石是一種理想的生物載體。

1.傳統(tǒng)凈水工藝的弊端

隨著工業(yè)和城市的迅速發(fā)展,?相當(dāng)多的飲用水源地受到了較嚴(yán)重污染,傳統(tǒng)的凈水工藝難以適應(yīng)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(shí),人們對(duì)飲用水水質(zhì)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(guó)水處理研究熱點(diǎn)之一,而在微污染水源水的處理中引入生物處理技術(shù),已經(jīng)成為一個(gè)技術(shù)發(fā)展方向,和有效手段。?例如通過生物膜法進(jìn)行預(yù)處理,借助于微生物群體的新陳代謝活動(dòng),對(duì)水中的有機(jī)污染物、氨氮、亞硝酸鹽以及鐵、錳等無機(jī)污染物進(jìn)行初步去除,既改善了水的混凝沉淀性能,也減輕了常規(guī)處理和后續(xù)處理過程的負(fù)荷。

2.生物沸石如何應(yīng)用在水處理

對(duì)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(dòng)性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,掛膜過程可以根據(jù)氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮濃度的變化分為3個(gè)階段:初期沸石以本身對(duì)銨離子的吸附交換為主,氨氮去除率達(dá)?88%以上;中期開始出現(xiàn)生物硝化作用,亞硝酸鹽積累明顯,硝酸鹽出水濃度不穩(wěn)定,氨氮去除率穩(wěn)定,但下降至65%左右;后期硝化反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行,亞硝酸鹽迅速轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,氨氮去除率穩(wěn)定在?60%以上。

將生物沸石和懸浮球填料有機(jī)組合在一起的新型懸浮球填料應(yīng)用于污水深度處理中,該填料易于掛膜,且生物相高級(jí)、豐富、不易脫落;孔隙率為?90%,不易堵塞。該新型填料長(zhǎng)有的生物膜致密,沸石內(nèi)部的孔穴中長(zhǎng)有較多的原生物,有利于氨氮的轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)表明:填有該新型填料的曝氣生物流化床在穩(wěn)定狀態(tài)處理城市污水廠二級(jí)出水時(shí),?出水CODCr?質(zhì)量濃度為?10 ~ 36 mg/L,?去除率為?48% ~81%;出水氨氮質(zhì)量濃度可以保持不大于2 mg/L,去除率不小于?89%。出水水質(zhì)能滿足再生水用于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求

沸石在我國(guó)的儲(chǔ)藏量大,種類多樣,分布廣泛,生產(chǎn)成本低,其微孔結(jié)構(gòu)適合微生物生長(zhǎng)繁殖,是一種優(yōu)良的微生物載體,將其應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域,既可以發(fā)揮其優(yōu)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(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,是一種環(huán)境友好材料。?因此,隨著對(duì)生物沸石研究的深入,利用生物沸石作為環(huán)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(yīng)用前景,對(duì)解決我國(guó)日益嚴(yán)峻的水環(huán)境污染及水資源短缺問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。