沸石的成因很復(fù)雜,大部分是經(jīng)由火山所噴出的沉積巖,因沉積巖中的有機(jī)物被液化或汽化而產(chǎn)生微細(xì)的孔洞,這些孔徑的的大小正好又與一般有機(jī)分子相當(dāng),因此具備對(duì)有機(jī)分子的吸附性。
沸石的另一項(xiàng)特色是由硅鋁酸鹽等成所組成的礦物,并且對(duì)陽離子具有吸附性。
沸石的物理吸附性比較單純,沸石的孔徑多在1nm(納米)以下,但是每一種的沸石的孔徑又不太一樣,因此每種沸石的吸附對(duì)象與吸附總量并不相同,在海水的應(yīng)用中最好是能混用多種沸石。
沸石的孔徑約在1nm以下,而分子的最小直徑約0.28nm,因此沸石所能吸附的就是在0.28nm-1nm之間的所有分子,包括有機(jī)、無機(jī)的分子,不過因?yàn)槊糠N沸石的孔徑不一,吸附的峰值各不相同,常見在水中能被吸附的像是甲醇、氨等較小的分子都是其吸附范圍,這些物質(zhì)大部分都是蛋白、活性碳的處理范圍以外的物質(zhì)。
蛋白、活性碳所能處理的物質(zhì)沸石也都無法處理,兩者其實(shí)是各司其職,因此沸石在海水中的應(yīng)用能大大的延緩水質(zhì)的老化。
沸石到底能吸附多少東西呢?這要從幾個(gè)方面來探討。
第一是吸附總量,越輕的沸石表示其中的孔徑越多,所能吸附的量自然比較多,沸石的密度界於1.92g/(cm)3 – 2.88g/(cm)3,一般來說密度小的吸附量最多,沸石的吸附量幾乎都在其重量的50%以上。也就是說放1kg的沸石在水中所能吸附的物質(zhì)高達(dá)500g以上
如果缸中的蛋白處理了90%的廢物,剩余的廢物都交由沸石處理,那1kg的沸石大概就能處理約 10罐500g的飼料的餵食量。有可能嗎?NO!因?yàn)檫€牽涉到第二個(gè)問題。
沸石的吸附總量雖高,但是不同的孔徑處理不同的物質(zhì)
1kg的沸石最多約能處理到 15g的有機(jī)氮素 , 50g的有機(jī)碳素,這兩者也是沸石對(duì)水質(zhì)處理有貢獻(xiàn)的地方,由此可知沸石雖能吸附500g的物質(zhì),但是在水族缸中大概只能發(fā)揮其中的一成,也許你會(huì)問,這一成還是很可怕,1kg沸石處理 1罐500g的飼料廢物。
有可能嗎?NO!還有兩項(xiàng)問題有很大的影響。
首先是沸石粒徑的問題,小粒徑的沸石能比大粒徑的吸收的更快更多,也就是說越小的粒徑越能發(fā)揮沸石的效能,但是粒徑過小吸收太快會(huì)造成很嚴(yán)重的問題,因此在應(yīng)用中不宜過小。
另一個(gè)問題是沸石表層會(huì)有菌類附著,這些菌類雖能輔助處理廢物,但是卻也會(huì)堵住沸石表層的孔徑,以致內(nèi)部完全無法發(fā)揮,因此如果超過3,4天沒清理沸石,則沸石所能發(fā)揮的功能將變的極小。能清理的越乾凈是越好,如果沒有好清理的沸石桶,拿出來用手洗凈也是不錯(cuò)的方式。也許你會(huì)問,要怎麼清除孔洞中的菌類,不用擔(dān)心,這麼小的孔洞任何生物都鉆不進(jìn)去,只會(huì)生長(zhǎng)在表層。
在選擇了適當(dāng)?shù)姆惺郊耙?guī)律的清理工作后,沸石所能吸附的物質(zhì)還有多少呢?
這應(yīng)該是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,運(yùn)作好一點(diǎn)的1kg沸石處理半罐250g的飼料廢物沒什麼問題。
我們?cè)賮肀容^一下沸石的離子交換量與吸附量的差異,沸石的離子交換量除了前述因性質(zhì)不同會(huì)影響其交換內(nèi)容物及交換量外,沸石的孔徑大小也會(huì)影響其離子交換,能進(jìn)入孔隙的才能被交換。且相同size的離子會(huì)在孔隙中競(jìng)爭(zhēng)交換,到底其交換量有多少呢?
其實(shí)1kg的沸石頂多只能交換約5g的陽離子。
例如在1000L 的缸子中放入1kg的沸石其所影響的陽離子濃度約在5ppm以下。由此可知沸石的離子交換能力在海水應(yīng)用中并不會(huì)造成離子不平衡。
沸石種類雖多,但差異都是在其離子交換的功能上,物理上的吸附功能基本上是相同的。