沸石是一种架状结构的多孔穴和通道的硅铝酸盐,在我国分布广、储量大,在饲料工业和环保领域中得到了广泛的应用并取得了许多新的研究成果。大量试验表明,饲粮中添加 3%~ 5%的沸石粉,可提高动物生产性能,节省常规饲料原料,降低饲养成本,而且还具有除臭除湿,防止饲料霉变、改善畜禽饲养环境等多种功能。与此同时,天然沸石在水处理方面已取得了不少研究成果,并且能够净化养殖水体。具体来说,其不仅能发挥物理过滤或去氨增氧的作用,更是具有良好的载体功能来净化水产养殖水体和处理养殖废水。
一、沸石的结构和功能
天然沸石由以硅 (铝)氧四面体为基本结构单元组成的单元环、双元环、笼等形成的三维空间的架状构造的结晶多面体。
二、沸石养殖水体的净化作用
不断发展的水产养殖饲养密度高,依赖人工投饲,污染作用远大于水体的自净能力,水域的生态环境极易恶化。水产养殖中,最重要的一环就是水质的处理。
(1)由于养殖水体中的剩余残饵等大部分以悬浮态大颗粒形式存在,因此采用物理过滤技术去除是最为快捷、经济的方法。沸石过滤器兼有过滤与吸附功能,在去除悬浮物的同时,通过吸附作用有效去除重金属、氨氮等溶解态污染物。还可节省反冲洗水量,降低运行费用,是一种值得推广的滤料。在水产养殖中,沸石参与构成生物滤器配合臭氧的强氧化作用或紫外杀菌作用,如日本、美国、德国等已经开展封闭循环水养殖模式。此举避免了因水产养殖而造成的生态环境的破坏,有利于周围水环境的保护,环境效益十分明显。
(2)饲料残余、水产动物排泄物、水生动物尸体等都会导致氨的富集。 氨态氮 ( NH3、NH4+ )存在于水中是一个严重的环境问题,因为它对鱼类及其他水生动物有很强的毒性。鱼类养殖中,即使浓度很低,也会抑制生长,损害鳃组织,加重鱼病。近年来的研究表明,鱼类能长期忍受的最大限度的氨浓度为0. 025 mg /L。 利用沸石粉吸附氨、二氧化碳、硫化氢等大量有毒物质,在育苗和养殖阶段,定期向渔场泼洒沸石粉,就可以除去养殖水体中的氨态氮,保持水质澄清。另外每投入1 kg沸石,能带入2000 ml氧气,然后以微泡的形式慢慢放出,增加水体氧含量,防止水质恶化;添加沸石还可以增加水中微量元素的含量,达到优化养殖生态环境,促进水生动物生长发育的效果。
为了让沸石在养殖水体处理中发挥更佳的处理效果,一些问题仍有待进一步探讨: ①性价比适宜的益生净水复合菌的培养筛选,与沸石载体的结合工艺;②作为底泥改进剂,促进益生净水复合菌形成优势菌群的实验及科学数据支持;③充分发挥沸石的载体功能 ,多级载体水质净化系统的构建;④养殖废水通过生物沸石床或转盘脱氮效果,需要进一步通过中试及生产性试验,找出相关的运行参数;⑤沸石改良,活化或复合制备工艺在不同水处理领域的尝试。