01、吸附氨氮效果

沸石是自然界中火山熔岩喷发后流入到特定的湖水或海水中,经亿年沉积,地壳变动所形成的架状结构的铝硅酸盐矿物,内部硅铝氧组成的骨架中有很多形状规则的空腔和连接空腔的通道,依托于其特殊的结构,沸石中的阳离子可以与废水中的氨氮元素进行交换,达到去除氨氮的效果。

国家生态修复技术工程实验室针对常见的人工湿地基质填料天然沸石、火山石、蛭石、柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤进行氨氮吸附性试验,可以看出随着反应时间的延长,6 种填料对氨氮的吸附容量均呈增长趋势。在氨氮初始浓度为 100 mg /L 时, 分别测得各填料对氨氮的最大吸附容量: 沸石为 3.76 mg /g, 火山石为0. 97mg /g, 生物陶粒为0.28 mg /g, 蛭石为2.27 mg /g, 柱状活性炭为0.65 mg /g, 无烟煤为 0.73 mg /g。由此可知, 各填料对氨氮的吸附容量表现为沸石 > 蛭石 > 火山石 > 无烟煤 > 柱状活性炭> 生物陶粒, 这说明沸石对氨氮吸附在6种基质中作用更为显著, 吸附效果更佳,可达到87.65% 。

沸石—用自然之力拯救自然-国投盛世

(a 为沸石, b 为火山石, c 为生物陶粒, d 为蛭石, e 为柱状活性炭, f 为无烟煤)

02、脱磷效果

沸石自身具有良好的脱磷效果,吸附磷素后,与无效钙质和铝质溶出并沉积在填料表面或入替表面晶格中, 并且大量吸附沉淀在天然沸石表面的磷素会随着时间推移解吸出来,不断增强沸石的磷素吸附性能。另外,由于沸石孔隙结构发达, 常含有一些可与磷酸盐发生固化作用的重金属离子,也可以增强其脱磷效果,起到净化水质的作用。

总之,沸石作为人工湿地的基质填料,具有良好的去除氨氮、脱磷效果。2016年,中国环境科学研究院、环境基准与风险评估国家重点实验室、 国家环境保护湖泊污染控制重点实验室, 国家环境保护科学观测研究站等国家级环境研究机构联合针对19种填料在人工湿地系统中应用效果进行试验,结果表明,从试验整体数值来看,沸石对水中污染物处理效果更佳,且可长时间使用后无堵塞现象发生。另外,沸石作为无毒无害的天然矿物,可以将其与吸附能力强且通透性较好的基质混合使用,从而在实际项目中达到优质的水处理效果。

沸石—用自然之力拯救自然-国投盛世

(试验曲线图)

人工湿地系统作为处理水污染的高效技术之一,通过对其科学应用,能有效改善当前水资源环境问题。沸石作为湿地系统的更优填料选择,可以提升其整体处理能力,在保障污染物去除效果的前提下延长填料的使用寿命。另外,沸石填料取材天然,无任何污染,从而保障自然的选材中重新还以自然“绿色生机”。