文章详情

沸石处理富营养化水的作用

发布时间:2020/01/17 11:43:15 

氮、磷含量超标是富营养化水质的重要特征,对富营养化水质中氮的脱除已有许多行之有效的方法。但磷脱除的工程应用技术一直是个难点,目前开展的除磷研究包括生物、吸附和离子交换法等,应用上仍以化学沉淀法为主。沸石混合矿物以沸石为主并搭配比表面积大的膨润土和蒙脱石组分,任何沸石均由硅氧或铝氧四面体组成,这是因为硅氧四面体中的硅被铝原子置换,构成了铝氧四面体。




实验用沸石的SiO2:Al2O3为5.63:1.00,说明沸石中硅、铝氧四面体的比例约为3:1。由于铝为三价,因此,铝氧四面体中有1个氧原子的电价没有得到中和,使整个铝氧四面体带负电,为了保持电中性,一般由碱金属和碱土金属离子来抵消,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子,这些金属离子多以吸附形式存在于沸石的孔表面。实验结果表明,实验初期沸石的吸附和离子交换作用很快,对氨氮有较高的去除率。但当这种能力逐步饱和时,去除率逐渐降低。随后沸石对氨氮的去除效率又逐渐回升,说明沸石表面已逐渐形成硝化生物膜,其中硝化细菌对氨氮的作用,使沸石对氨氮的去除率保持在一定水平。




在沸石表面形成生物膜后,沸石具备了生物膜功能,这种功能不但可填补仅靠吸附和离子交换去除氨氮的不足,而且使沸石具有一定的再生作用。沸石的多孔性质,在富营养化水的处理过程中,显示了它的两面性:一方面,沸石作为生物载体富集硝化菌;另一方面,沸石通过离子交换作用吸附水中的氨,沸石表面生物膜中的硝化菌将吸附其上的氨氮转化成硝酸盐,终放出氮气,形成一个自我吸收、自我消化的循环过程,使沸石在生物作用下,始终处于离子交换未饱和状态。这是覆盖生物膜的沸石,能长时间保持高的NH3-N去除率的原因。




总之,由于沸石的多孔性质,在富营养化水的处理过程中具有两面性,既可起吸附和交换作用,又可起生物载体作用。在生物膜形成后,沸石表面吸附的氨,将被生物膜中的硝化菌转化成氮气放出,形成一个完整的吸收-消化体系,使沸石始终处于吸附未饱和状态,从而使沸石具有长效去除COD和氨氮的能力,出水的氨氮基本能达到地表水三类标准。

相关推荐