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摘要：目前，我国城市的水资源短缺状况较为严重，而且在城市运行中持续地生产出大量污水和废水，这严重限制了现代化城市的发展。虽然各个城市均建设了一些污水处理厂，对于这项问题有所缓解，但是为了更加深入而高效地处理问题，不仅需要改善城市发展和生活的模式，也需要更新传统的再生水处理技术。抗菌吸附材料的成本较低，需要的能耗较少，而且操作设备较为简单和便捷，可以应用于再生水的处理中，缓解城市水资源的不良状况。
关键词：抗菌吸附材料；制备过程；再生水处理；应用
引言：
在实际的情况中，城市的雨水和废水中总是含有很多的有害物质，但是在传统的再生水处理方式中，所应用的抗菌沸石往往只能发挥基本的抗菌效果，而无法消除再生水中的大量有害物质，这就限制了再生水的处理效果。所以就需要加强研究和实践，寻找到一种新型的抗菌吸附材料，可以发挥抗菌功能的同时，吸附掉污水或者雨水中的氨氮等有害物质。本文主要分析了如何制备这样的抗菌吸附材料，以及其在再生水中的具体应用情况。
一、抗菌吸附材料的制备方式
抗菌沸石拥有非常好抗菌和吸附性能，在再生水中有极大的应用优势，而为了达到较好的应用效果，就需要重视材料的制备过程，总体而言，有效的抗菌沸石制备方式有如下几点：
（一）液相离子交换法
这是最为常见的一种制备方法，需要先对沸石进行粉碎，然后利用热处理的方式将沸石中的孔道进行清理，一定要保障孔道的良好状态，即要求孔道之间连通而且和环境相互接触。然后准备好相应的金属离子溶液，把沸石放入其中，并且将把握好相关的外部条件，以及溶液的用量和浓度等，然后进行充分的搅拌，让反应完成之后，需要进行离心分离，会产生出一些固体的样品，需要将使用蒸馏水处理这些样品，直至洗涤液体中不再出现交换离子为止，最后需要严格地控制好温度条件，将样品进行烘干处理，就可以获得一定量的抗菌沸石。另外，该工艺需要在常温的环境中应用，具有良好的应用效果，同时也具有一定的缺陷，需要在制备过程中加以注意，比如盐溶液会发生水解反应，产生出一些不溶物质，这些物质会被沸石所吸附，进而影响交换效果，所以需要科学地把握溶液浓度，防止浓度过高[1]。
（二）固相离子交换法
通过该处理工艺，可以快速地实现沸石改性，而且在处理的过程中，对于环境的污染较小，所以具有很好的应用价值，该技术的具体操作过程如下：先是要对沸石进行灼烧，这样就可以消除掉沸石中的一些有机物和水分，再在灼烧后的沸石中混入适量的盐晶体，一定要控制好二者的用量和比例，然后再将混合物进行研磨。然后设定好电炉的温度和时间，但物质反应完成后，需要立刻进行下一步骤，即快速进行洗涤和过滤，同时将处理好的物质进行烘干处理并且制作为粉末状。在该工艺的应用中，会涉及大量的离子交换过程，这就增加了离子流失的风险，而无法进行彻底的吸附，同时该过程对于温度的要求非常高。另外，相比较与其他制备方法，利用该工艺可以高效地进行沸石改性，可以保障较高的交换度，有利于抗菌沸石的合成。
（三）干湿循环交换法
一般来说，在进行抗菌吸附材料制备时，需要将温度控制在常温状态，但是在这样的情况中，无法实现大量的离子交换，而且离子交换的次数较多，这样就需要很多的反应溶液，而且会消耗掉很多的时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，在必要的情况中，就可以采用干湿循环的交换法，此项工艺具有上述两种处理方法的一些基本优势，比如离子交换的情况与液相处理基本相同，而在处理过程中也会出现固相反应的一些特点。
（四）微波加热法
除了上述的三种制备工艺之外，还可以应用微波加热的方式制备抗菌吸附材料，具体的操作流程如下：仍旧需要以沸石作为原料，同时准备适量的金属盐溶液，并且控制好溶液的浓度，将沸石和溶液相互融合，然后将融合后的物质进行微波加热，把握好加热的时间，让二者进行充分反应，之后将其从微波炉中取出，然后进行快速地冷却。接下来的操作方式和液相离子交换相同，即利用蒸馏水进行洗涤，直到不存在交换离子。在洗涤过滤完成之后，需要将物质进行烘干处理，同样需要把握好温度和时间，然后就可以完成抗菌沸石的制备过程。从本质上而言，该工艺是将液相交换法做了更新，是在其基础上发展出来的一种新型制备工艺，但是所获得的制备效果和液相交换法一致，但是有效地减少了制备时长，而且更加地节能和环保[2]。
二、抗菌吸附材料在再生水处理中的应用
相比较于天然沸石，改性之后的抗菌沸石在再生水处理中有极大的应用优势，不仅可以起到抗菌的功效，也可以消除掉污水或者雨水中的大量有害物质，提高再生水处理的品质和效率，总体而言，这种新型的抗菌吸附材料主要发挥以下的功能：
（一）去除氨氮磷物质
这是抗菌沸石最为关键的应用价值，这是基于氨氮磷物质的特殊性质，比如沸石含有大量的负电荷，而氨就是一种极性分子，所以抗菌沸石会对氨产生极强的吸附作用，通过这样的机制，沸石就可以高效率地吸附掉再生水中的氨氮磷物质，再加上对于各项反应条件的科学控制，还可以增强吸附率[3]。
（二）去除金属离子
在城市的工业污水中难免会含有一些金属离子，消除这些金属离子，是再生水处理中非常关键的部分。而抗菌沸石可以有效地吸附掉这些金属离子，而且除了大量的重金属之外，针对一些具有放射性的离子，也可以实现高效地吸附作用。同时，在吸附完成之后，在配合其他的处理工艺，就可以将这些金属物质回收利用，既保证了资源的利用率，也防止了环境污染，所以具有很强的实用价值。
（三）去除有机污染物
在城市污水或者自然雨水中，也可能会含有一些有机的污染物，这些污染物分子的大小和极性都不相同，所以抗菌沸石在实际应用中，也会展现出不同的应用效果。比如某些极性较大的有机分子，就可以和沸石发生明显的反应，继而容易被沸石所吸附。但是总体而言，抗菌沸石对于再生水中的有机污染物具有较强的吸附能力。
（四）去除含氧酸阴离子
总体而言，再生水处理面临的主要是城市的工业废水，其中的包含很多的有害物质，并且基本都呈现出阴离子的形式，但是在传统的处理工艺中，对于这些阴离子的处理效果不佳。但是对于抗菌吸附材料而言，在吸附掉大量金属离子的同时，对于污水内的含氧酸阴离子也具有极大的吸附作用，这样就可以确保再生水的处理效果[4]。
（五）去除其他污染物
除了上述的几点吸附效果之外，抗菌沸石也可以消除再生水中的其他污染物质，比如硫和氟等，这些物质的污染性较大。在实际的情况中，抗菌沸石对于这些物质的吸附力较大，比天然沸石的去除效率高出很多。
三、结束语
综上所述，将天然沸石进行过改性处理，可以得到高性能的抗菌吸附材料，其在再生水处理中具有极大的应用价值，不仅能够发挥基本的抗菌作用，还可以将吸附再生水中的氨氮磷物质，以及大量的有害物质和有机污染物，进而保障再生水的处理效果。正是基于这项工艺的有效应用，才可以缓解城市水资源的困局，同时也防止过度的环境污染现象，对于污水中的部分金属物质，还可以实现再次利用，所以应该加强这方面技术的研究和应用，保障抗菌沸石的品质和性能，最大程度地发挥其在再生水处理中的价值。
参考文献
[1]林海，郭丽丽，江乐勇.抗菌吸附材料的制备及其在再生水处理的应用[J].微电机，2017，32（4）：644-649.
[2]江秋云，陈磊，蒋磊.一种生物复合抗菌吸附材料的制备及其性能分析[J].中国生物制品学杂志，v.31（09）：960-964.
[3]张红骏，张伟程.一种抗菌口罩吸附剂及其制备方法：，CN104353422A[P].2015.
[4]潘志彬，何敏旋，李绍秀.水处理吸附剂再生技术的研究进展[J].能源与环境，2016（1）：92-93.
论文作者:王培峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/9
标签：沸石论文; 水处理论文; 物质论文; 材料论文; 离子论文; 溶液论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;