沸石垃圾处理技术来啦！氨氮去除率可达 92%！远超国标！

随着我国城镇化步伐的推进，城市生活垃圾的组成越来越复杂，产量也在不断上升。垃圾填埋作为城市垃圾的主要处置技术，目前应用十分普遍。当前，我国90%以上的城市垃圾均使用填埋技术进行处理，如果填埋场的防护措施不当，产生的渗滤液极易造成当地土壤和地下水的污染，因此选择良好的衬里材料至关重要。沸石凭借自身独特的孔穴结构与功能性，将其应用于垃圾填埋中，可以有效吸附恶臭气味，同时增强垃圾渗滤液中氨氮的去除效果，目前已逐步成功应用于国内外部分垃圾填埋场中。

1.

垃圾渗滤液的危害

城市生活垃圾的处理已经成为当今我国城市发展面临的一个棘手问题。不同的处理方式对环境的影响差异很大。有研究表明，运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析，共检测出垃圾渗滤液中主要有机污染物63种，可信度在60%以上的有34种。其中，烷烯烃6种，羧酸类19种，酯类5种，醇、酚类10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳烃类1种，其他5种。其中已被确认为致癌物1种，促癌物、辅致癌物4种，致突变物1种，被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。

由于垃圾渗滤液成分极其复杂，水质变化范围大，有机负荷高，且含有大量具有难生物降解性、生物累积性和三致效应的有毒有机污染物，其处理难度巨大。垃圾渗滤液作为一种高强度废水，己经被全球各国视为地表水及地下水的潜在污染源，如果得不到妥善处理，会穿透地表土及地下土层，对地下水体造成严重污染，同时散发出大量的臭气，严重影响环境质量。另外，垃圾渗滤液一旦排入水体中，对自然环境、人体等有极大的危害，特别是流动缓慢的湖泊，容易引起氨氮水体中的藻类和微生物的大量繁殖，导致水体的富营养化。 

2.

沸石处理垃圾渗滤液效果更佳

沸石作为一种天然的强吸附材料，能够有效去除垃圾渗滤液中的氨氮。中国农业大学资源与环境学院研究人员杜龙龙在文献中表示，通过对厨余垃圾中添加沸石，能够证明其可以对厨余垃圾堆肥过程中消减臭气有着巨大影响作用，其中沸石能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质；梁美生等通过对沸石改性来吸附硫化氢，也取得了良好的效果。

使用沸石吸附法通常在中性或偏酸性条件下进行，水中氨氮主要以NH4+的形式存在，有利于吸附和离子交换。蒋建国等采用静态吸附法研究了沸石吸附法对垃圾渗滤液中的氨氮去除，小试结果表明：沸石对氨氮有较大的吸附量，每克沸石具有吸附15.5mg的极限潜力；当沸石粒度为16~30目时，氨氮去除率达78.5%。在其他条件一定时，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大。天津科技大学海洋科学与工程学院研究人员商平通过试验论证，垃圾渗滤液中氨氮去除在水样pH值为6，改性沸石投加量为7g，吸附时间为20min时效果最佳，氨氮去除率可达 92.11%。

3.

沸石处理垃圾渗滤液试验论证

垃圾在处理过程中，产生了大量的恶臭气体，其中以氨氮和甲硫醇含量较高。由于氨氮和甲硫醇都属于刺激性气体，其嗅阀值很低，容易对人体皮肤、眼睛以及呼吸系统造成伤害；同时如前文所述，渗滤液中大量的氨氮也会导致严重的环境污染问题。对此，沸石垃圾处理技术主要可达到吸附恶臭气味、吸附液体中氨氮两大目的。

吸附气味

北京工商大学食品学院任连海， 郝艳， 王攀，通过以沸石为吸附剂，对餐厨垃圾处理过程中释放出的恶臭气体吸附性能进行试验分析，在浸渍浓度为15%，浸渍时间为 2.5h以及不同烘干温度条件下的改性沸石，对其吸附效果的影响如下图所示。

选取浸渍时间为2.5 h、烘干温度为 70 ℃条件下，不同浸渍浓度的沸石，对其进行混合气体吸附实验，结果如下图所示。

试验证明，当烘干温度为 70 ℃、浸渍时间为2.5 h和浸渍浓度为15%时，沸石对混合气体的吸附效果达到最佳，此时甲硫醇和氨气的吸附量分别为224.727和4.527mg/g，增幅为 79.3%和143%。 

吸附氨氮含量

中国地质大学的张曦等研究发现，沸石对氨氮有着较强的选择吸附能力，最大吸附量达到11. 5mg/g；王浩等通过研究发现，沸石对氨氮的吸附量可达到1.624 mol/kg，其吸附过程符合一级反应动力学方程。

沸石基本结构图 

荆州市环境监测中心站刘松等人通过试验证明，在渗滤液处理过程中，沸石吸附氨氮效果除了与被吸附的物质的特性有关外，还与投加量、溶液的 pH 值、反应温度和吸附时间有关。并且，通过试验证明，当沸石投加量≥2g\ml时， 有近32%的COD物质被沸石吸附，继续增加投加量，COD去除率趋于稳定，说明在垃圾渗滤原液中有约30%的有机物易于被沸石吸附，同时处理水样的最佳pH值为6，吸附震荡时间为60min。

福建省高校绿色化工技术重点实验室宋卫军等人亦通过试验证明，当沸石用量为4.0g\mL 时， CTAB和壳聚糖改性沸石对渗滤液色度的去除率达分别达到75%和70%。

当前，对高氨氮垃圾渗滤液的处理已成为我国垃圾渗滤液处理面临的重要问题之一，开发实用可行的氨氮去除技术是解决垃圾渗滤液问题的一个关键。沸石能够强效吸附处理垃圾渗滤液中的氨氮，具有时间短、去除率高、耐冲击负荷强、经济性等明显优势，因此目前已被逐步应用于垃圾处理项目中，并日臻走向成熟。未来，随着人们环保意识的不断增强，垃圾渗滤液的污染和危害被广泛认知，采取高效、可靠的沸石垃圾处理技术，可以快速实现生活垃圾渗滤液的资源化利用，在降低和消除渗滤液危害的同时实现经济效益和社会价值的增长，对于促进我国生态文明建设和可持续发展具有重要意义。

素材整理自：知网、万方、维普、Base等

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