眾所周知,氨氮物質對水環境和人類非常有害,其主要表現在以下幾個方面:氨氮會消耗水中的溶解氧;氨氮會與氯反應生成氯胺或氮,從而增加氯的含量;氮化合物對人類和其他生物體有毒,因此污水的深度反硝化和脫磷是城市污水循環利用和水環境污染控制的重要措施之一。目前,傳統的污水脫硝脫磷工藝因其工藝復雜,效果不佳而受到業內人士的詬病。Zeolite具有豐富的孔隙和陽離子交換吸附性能,可用于污水處理,其具有處理效率高、出水水質穩定等優點。
生態修復技術工程實驗室對常見的人工濕地基質填料,如沸石、火山石、柱狀活性炭,生物陶粒和無煙煤等材料進行了氨氮吸附測試。可以看出,隨著反應時間的增加,這些填料對氨氮的吸附能力呈現出上升的趨勢。當初始氨氮濃度為100mg/L時,測量每種填料對氨氮的最大吸附能力中,沸石為3.76mg/g,達到了最高值,并且每種填料對氨氮的吸附能力為天然沸石>火山巖>無煙煤>柱狀活性炭>生物陶粒,這表明沸石在這些基質材料中的吸附作用最為明顯,具有優秀的吸附作用,可達到87.65%。
另外,天然沸石自身具有良好的脫磷效果,吸附磷素后,與無效鈣質和鋁質溶出并沉積在填料表面或入替表面晶格中, 并且大量吸附沉淀在天然沸石表面的磷素會隨著時間推移解吸出來,不斷增強沸石的磷素吸附性能。再次,由于沸石孔隙結構發達,常含有一些可與磷酸鹽發生固化作用的重金屬離子,也可以增強其脫磷效果,起到凈化水質的作用。
簡而言之,沸石作為人工濕地的基質填料,具有良好的氨氮去除和脫磷效果。2016年,中國環境科學研究院環境標準與風險評估國家重點實驗室,環境保護湖泊污染控制國家重點實驗室和國家環境科學觀測研究站等多個研究機構,共同針對19種類型的填料進行研究,并將其應用于濕地系統中,同時對其污水處理效果進行測試。結果表明,從測試的總價值來看,沸石對水中的污染物具有更好的處理效果,并且可以長時間使用而不會發生堵塞。此外,作為一種無毒,無害的天然礦物,可以將沸石與具有較強吸附能力和良好滲透性的基質混合,以在實際項目中實現高質量的水處理效果。