沸石在废水厌氧生物处理技术中的应用_郭亮

沸石在废水厌氧生物处理技术中的应用郭亮,李小明,曾光明,杨麒,廖德祥(湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙410082)[摘要]沸石对氨氮有很强的离子交换能力,此外还有固定微生物和调整自由胺和氨离子的平衡能力。厌氧生物处理中投加沸石有利于提高废水厌氧处理的效率。介绍了沸石在厌氧生物处理组合工艺中的应用,以及厌氧生物处理中投加沸石的作用,并对未来的应用前景进行了展望。[关键词]沸石;厌氧处理;氨氮;毒性[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2007)01-0012-05Abstract:Zeolitehasstrongcapacityofionexchangeforammonia.Inaddition,ithasthecapacityoffixingmicrobesandadjustingtheequilibriumoffreeamineandammoniaions.Addingzeolitetotheanaerobicbiologicaltreatmentisgoodforimprovinganaerobictreatmentefficiency.Theapplicationofzeolitetotheanaerobicbiologicaltreatmentcombinationtechnologyanditseffectareintroduced.And,thefutureofthisapplicationisforecast.Keywords:zeolite;anaerobictreatment;ammonia-nitrogen;toxicityApplicationofzeolitetotheanaerobicbiologicalwastewatertreatmentGuoLiang,LiXiaoming,ZengGuangming,YangQi,LiaoDexiang(CollegeofEnvironmentalScience&Engineering,HunanUniversity,Changsha410082,China)第27卷第1期2007年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.27No.1Jan.,2007[基金项目]国家自然科学基金项目(50478054);国际科技合作重点项目(2004DFA06200);长沙市科技计划重点项目(K051132-72);新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-04-0770)随着人口的增加和城市化进程的加速,环境污染和有限的土地资源成为了社会发展的限制因素〔1〕。废水厌氧处理技术具有设备简单、占地面积小、剩余稳污泥少等特点,它的广泛应用必将大大缓解这一发展中的矛盾。然而,传统的城市污水和工业废水中氨氮和磷的去除主要是生物处理,但这对于厌氧生物处理来说,由于缺少好氧阶段,去除氨氮和磷是不可能的。同时,高的氨氮浓度对厌氧生物有毒性〔2〕。P.N.Hobson等〔3〕认为3290mg/L氨氮可完全阻碍甲烷杆菌的生长。I.J.Kugelman等〔4〕的研究表明,在pH为8时,NH4+-N在150mg/L的低质量浓度时,也会对厌氧消化产生毒性。沸石对氨氮有很强的离子交换能力,沸石的多孔结构对磷也有一定的吸附能力,同时还有吸附重金属和固定微生物的能力。并且沸石还是一种含有很多独特阳离子的矿物质。可以看出,厌氧处理有很多优点,但也有缺点,沸石作为一种独特的矿物质,会对厌氧处理起到很好的补充作用。笔者就沸石在废水厌氧生物处理技术中的应用做一综合论述。1沸石的性质和作用沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,其化学通式可以表示为〔5〕:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba⋯⋯)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O式中:x———碱金属离子个数;y———碱土金属离子个数;n———铝硅离子的个数之和;m———水分子的个数。沸石的结晶构造中主要由SiO四面体组成,其中部分Si4+为Al3+所取代,导致电荷过剩。因此,决定了它有吸附和离子交换等性质,特别是对氨氮有很强的选择吸附能力〔6〕。沸石内的大孔可以吸附并储存大量的分子,可通过吸附磷酸盐,实现磷的去除。所以,沸石是一种能在厌氧环境中从废水中去除铵离子的有效的离子交换剂,在有干扰阳离子特别是Ca2+、Mg2+离子存在时,有更好的脱铵效果。从经济的观点来看,沸石在许多国家广泛存在且成本低廉〔7〕。除此之外,沸石还可吸附重金属离子如铜、镉、锌等,这些物质对微生物有机体有毒害作用〔8〕。在中温厌氧消化不同废水时沸石还可作为微生物的载体〔9〕。同时,沸石还有很好的小分子吸附作用,可很好地去除污水中的悬浮固体〔10,11〕。122沸石在厌氧生物处理中的应用2.