开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)2、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗粒材料。

水体富营养化及其导致的蓝藻水华是全球瞩目的水环境问题,也是我国面临的重大水污染问题之一。氮、磷营养盐的大量输入并在水体中过量累积是导致富营养化发生的根本原因,同时,富营养化引起的藻华爆发,对水质安全、人类健康、经济发展、生态平衡以及社会稳定等都造成负面的影响。目前很多研究都认为,即使湖泊外源氮、磷污染物输入得到有效控制,由于长期累积的内源氮、磷污染物的再次释放,水体富营养化状态也很难逆转,可见,控制水体内源氮、磷污染负荷迫在眉睫。

为避免实验过程中偶然条件因素对整体实验结果的影响,分别从预选条件的各实验因素中选取高置信度区间内的条件值,作为复合材料确定条件,复合材料制备条件集合如表4所示。

对于氨氮吸附量,当煅烧温度>400℃时,氨氮吸附量下降明显,并在煅烧温度为700℃时达到最低,为2。82mg·g-1,显著低于其他温度下的氨氮吸附量(P<0。01)。相关研究表明,适当的煅烧温度可去除沸石孔道杂质和水分,增大沸石比表面积,提高其离子交换能力,进而提高其去除氨氮的能力,而过高的温度会使得沸石失去羟基水,结构坍塌,微孔被破坏,降低其离子交换能力。贺银海研究得出相似结论,在煅烧温度为400℃时,氨氮去除率达到最高,为84%。

有研究表明,镧改性沸石吸附效果明显,但镧作为稀土元素,价格昂贵,在批量生产中受到诸多限制。同时,铝改性沸石置于富营养化水体后,铝离子会释放进入水体,进而对水生生物产生毒性,使水体有恶化的风险。