目前，全國多數(shù)游泳池池水中尿素含量均有不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象，由于尿素會分解出氨氮和二氧化碳，而氨氮會與氯反應(yīng)生成氯氨，對游泳者的皮膚和眼睛產(chǎn)生刺激作用，故應(yīng)加強(qiáng)對游泳池中氨氮的去除。本次實(shí)驗(yàn)采用沸石濾料，觀察游泳池中氨氮和懸浮物的去除情況，以達(dá)到改善游泳池水質(zhì)的目的。
一、試驗(yàn)濾料裝置及流程
1、試驗(yàn)濾料
沸石濾料產(chǎn)于澳大利亞，其特征參數(shù)為：粒徑1～2.2mm，密度1.2t/m3，比重2.4，莫氏硬度3.5～4.0，氨吸附量160mmol/100g，銨離子交換量104mmol/100g，陽離子交換量119mmol/100g。
2、試驗(yàn)裝置
SD500玻璃鋼過濾器：直徑500mm，總高度1135mm，過濾面積0.2m2；SUPATUF100循環(huán)水泵：功率1hP。
試驗(yàn)流程50m3游泳池→水泵→過濾器→出水返回游泳池。
3、測定方法
采用納氏試劑比色法測定NH+4-N；采用WGZ2200濁度儀直接測定濁度；采用微粒計(jì)數(shù)測定儀顆粒計(jì)數(shù)。
二、結(jié)果與分析
1、氨氮的去除效果(圖1)圖1表明，在濾速為36m2/(h·m2)的條件下，沸石對氨氮的去除效果明顯優(yōu)于石英砂。在第一循環(huán)周期(8h)內(nèi)，沸石過濾器對氨氮的去除率為6818%，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，氨氮的去除率逐漸升高，經(jīng)過3次循環(huán)后，池水中氨氮的濃度從原來的215mg/L下降為0143mg/L，去除率為8218%，當(dāng)循環(huán)次數(shù)>3次時(shí)，氨氮的去除率基本保持不變。而石英砂對氨氮的去除率<10%。
沸石對于氨氮的去除效果明顯優(yōu)于石英砂，其原因是在水體中的pH值接近中性時(shí)，氨氮多以溶解性的NH+4形式存在，沸石是一種多孔狀的材料，具有較大的比表面積，經(jīng)測定可達(dá)10m2/g以上，能與水中的氨氮發(fā)生離子交換和吸附作用從而去除氨氮；而石英砂不屬多孔性材料，內(nèi)表面積很小，其比表面積僅約50cm2/g，難以與氨氮發(fā)生顯著的吸附作用。由圖1可知，泳池水氨氮的起始濃度為215mg/L，經(jīng)過3次循環(huán)過濾后，氨氮的濃度可維持在015mg/L以下，泳池水氨氮濃度的大幅度下降，可以減少由于氯消毒所產(chǎn)生的氯氨對泳者的皮膚和眼睛產(chǎn)生刺激作用，同時(shí)也節(jié)省氯消毒劑的用量。
2、沸石與石英砂對池水濁度的去除效果(圖2)由圖2可見，在相同的過濾條件下，2種濾料對濁度均有較高的去除率，出水的濁度都能控制在2濁度單位(NTU)以下，但沸石的過濾效果略好于石英砂，這是因?yàn)榉惺目紫堵蚀螅瑥亩股顚訛V料的截污能力可以得到充分地發(fā)揮。由于濁度對水中許多顆粒無法顯示，低濁度的水中可能仍存在著大量的顆粒物，為了更好地比較沸石和石英砂的過濾性能，有必要采用顆粒計(jì)數(shù)法研究這2種濾料對各粒徑懸浮顆粒的去除效果。
3、不同粒徑懸浮物的去除效果通過試驗(yàn)比較沸石與石英砂分別對池水中不同粒徑懸浮顆粒的去除效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，沸石對粒徑范圍為7～21μm懸浮物的去除效果均優(yōu)于石英砂，特別是對于粒徑<13μm的顆粒，沸石床的去除率高達(dá)82%，高出石英床的去除率約20%。這是因?yàn)?種濾料的表面性質(zhì)存在差異，沸石濾料比石英砂濾料的比表面積大，且表面更加粗糙，在水中的Zeta電位也更接近于中性，這些因素都有利于水中的懸浮顆粒接近并吸附、沉積在沸石濾料表面。
4、沸石濾料的水力特性過濾器經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后會出現(xiàn)水頭損失升高的現(xiàn)象，即進(jìn)水口壓力表的讀數(shù)增大，此時(shí)需要對過濾器進(jìn)行反沖洗以恢復(fù)其過濾功能。通過試驗(yàn)比較沸石和石英砂濾層阻力變化情況，由試驗(yàn)結(jié)果可知，在濾速為36m3/(h·m2)的條件下，沸石層在15個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的總水頭損失為20kPa，而相同時(shí)間內(nèi)石英砂層的水頭損失為35kPa，需要進(jìn)行反沖洗。這是因?yàn)榉惺哂休^大的孔隙率，且濾料空隙分布合理，從而使整個(gè)濾層都具有截污能力，而石英砂濾層的深層截污能力較差。對需要反沖洗的沸石層，反沖洗強(qiáng)度為10L/(s·m2)，即可滿足所需的膨脹率，滿足過濾器反沖洗的要求，而石英砂達(dá)到同樣的膨脹率，所需的沖洗強(qiáng)度為1115L/(s·m2)，可見沸石濾料的反沖洗效率比石英砂濾料高。
結(jié)論：粒徑為1～212mm的沸石對游泳池水中的氨氮、懸浮物的去除效果明顯優(yōu)于同粒徑的石英砂，且水頭損失小，運(yùn)行周期長，反沖洗流量小，是一種適合于游泳池水循環(huán)過濾的新型濾料。
