改性沸石是可以吸附水中氨氮的。氨氮是閉環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水生動(dòng)物的主要代謝產(chǎn)物,水中非離子氨氮的積累可能對(duì)水生生物有毒。生物過濾技術(shù)是去除養(yǎng)殖水體中氨氮的主要方法,近年來引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。生物過濾技術(shù)在閉式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)水中去除氨氮的缺點(diǎn)是:氨氮生物降解的產(chǎn)物主要是硝酸鹽,它容易引起水中硝酸鹽的積累,而水產(chǎn)養(yǎng)殖水中硝酸鹽的濃度高,會(huì)將產(chǎn)生某些水生生物的負(fù)面影響與危害因素。為了克服生物過濾技術(shù)在閉環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)反硝化中的應(yīng)用缺陷,一種方法是在生物過濾后增加硝酸鹽去除技術(shù),另一種方法是研究和開發(fā)新的氨氮去除技術(shù)。
天然沸石是一種具有骨架結(jié)構(gòu)的多孔鋁硅酸鹽晶體,通常具有很強(qiáng)的物理吸附和離子交換性能。利用沸石的物理吸附和離子交換特性,能夠?qū)崿F(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng),在去除氨氮過程中不會(huì)引起硝酸鹽的積累。并且通過前人的研究表明,不同來源的天然沸石通常具有不同的氨氮吸附能力,而NaCl改性的沸石通常具有更強(qiáng)的氨氮吸附能力。
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沸石對(duì)溶液中NH4的物理、化學(xué)作用包括物理吸附和離子交換。物理吸附主要是由沸石表面的分散力,靜電力和毛細(xì)作用力產(chǎn)生;而離子交換是一種化學(xué)過程,其中沸石晶體內(nèi)部的陽離子與溶液中的NH4進(jìn)行交換。
Liang等人的研究指出,NaCl處理不僅會(huì)降低沸石的硅鋁比,還會(huì)增加沸石的孔穴體積和內(nèi)外比表面積,其可能是NaCl改性沸石比天然沸石具有更高的氨氮吸附能力的主要原因。由于Na的離子半徑小,并且在自然界中具有較強(qiáng)的活性。與Ca2相比,沸石中的Na更有可能從孔中溢出并與溶液中的NH4交換。綜上,在實(shí)際水處理過程中,可以通過該方法對(duì)氨氮進(jìn)行有效吸附。