生物沸石能夠同時發(fā)揮沸石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對環(huán)境造成二次污染,是一種環(huán)境友好水處理材料。
因為沸石具備網(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,可吸附有極性的分子和細菌,對細菌有富集作用。沸石的微孔結(jié)構(gòu)適于微生物生長繁殖,對微生物無毒害,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,?相當多的飲用水源地受到了較嚴重污染,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,人們對飲用水水質(zhì)的要求卻不斷提高。?因此,微污染水源水處理成為近10年來我國水處理研究熱點之一,而在微污染水源水的處理中引入生物處理技術(shù),已經(jīng)成為一個技術(shù)發(fā)展方向,和有效手段。?例如通過生物膜法進行預(yù)處理,借助于微生物群體的新陳代謝活動,對水中的有機污染物、氨氮、亞硝酸鹽以及鐵、錳等無機污染物進行初步去除,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)處理過程的負荷。
2.生物沸石如何應(yīng)用在水處理
對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性能進行了研究。試驗結(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個階段:初期沸石以本身對銨離子的吸附交換為主,氨氮去除率達?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、豐富、不易脫落;孔隙率為?90%,不易堵塞。該新型填料長有的生物膜致密,沸石內(nèi)部的孔穴中長有較多的原生物,有利于氨氮的轉(zhuǎn)化。實驗表明: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出水時,?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
沸石在我國的儲藏量大,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對環(huán)境造成二次污染,是一種環(huán)境友好材料。?因此,隨著對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,對解決我國日益嚴峻的水環(huán)境污染及水資源短缺問題具有重要的現(xiàn)實意義。