沸石(zeovit)簡介
沸石主要是火山噴出的沉積巖,因為沉積巖中有機物被液化或氣化,而形成細微的孔洞,而這些孔洞剛好是硝化細菌的居住場所。沸石是由鋁硅酸鹽等組成的礦物,且對陽離子有吸附性。
作為結晶性礦物體的沸石,是一種多孔隙的過濾材料,帶有離子的沸石孔之中,能夠吸收水質中的氨以及其他雜質。目前,在水族市場出售的沸石,大多數呈粒狀或粉末狀。沸石的吸附能力有限,所以逐日累積在沸石孔隙中的污垢是必須要即時清除的。但由于沸石的價格比較便宜,許多水族愛好者在使用沸石失去功效以后就會丟掉,再重新購買使用。
其實,在沸石使用的過程中,只把沸石放入過濾器,而不加以處理的話,是不能保持水質干凈的。只有通過定時清理、定期“再生”,才能夠繼續保持沸石的水質過濾功效。
這段定時清除的時間,在水質一般正常的情況下,夏季一個月清除“再生”一次,而冬季則可延長至三個月清除“再生”一次,或根據實際水質處理情況,自行控制延長或縮短清除“再生”的時間。
所謂“再生”,就是再活性而恢復原有過濾功效的意思。
而沸石的“再生”處理其實很簡單,只要將過濾器中使用沸石稍加清洗,去除表面較大的污垢等累積雜質以后,放入飽和狀態的食鹽水中浸泡(因食鹽中的離子能夠吸除沸石多孔隙中累積的不能清洗處理的細微雜質,沸石因此就能回復新的狀態。而食鹽與沸石的再生處理的比例一般控制在1:3),這樣浸泡一整天以后再在太陽光下晾曬半天,就能使沸石的過濾效果完全恢復。
沸石的作用:由于沸石的孔徑約在1nm一下,分子的最小直徑是0.28nm,所以沸石所能吸附的有機、無機分子凡在就只0.28nm——1nm之間。沸石作為濾材主要是吸附水質氨態氮、甲醇分子、有機物和重金屬離子,能有效的降低硫化氫毒性,調節pH值。而這些分子就是錦鯉魚糞便或是殘食等有機物被某些化學元素分解后的產物。沸石還可以增加水中的溶解氧,每公斤沸石可帶入200ml氧氣沸石在錦鯉養殖水質中主要是延緩水質老化。
沸石的工作能力:沸石可以吸附的量是本身重量的50%以上(因為沸石密度小);但是沸石的吸附量和其孔徑大小有關系。不同的孔徑處理不同的物質。1kg的沸石最多約能處理15g的有機氮素、50g的有機碳素。由此可見越小的孔徑越能發揮沸石的效能,但是由于孔徑過小吸附太快也會造成嚴重的問題。
清洗時間:由于孔徑小吸附快,過多的分子會堵塞空隙,使其功效完全無法發揮,因此要3——4天清洗一次沸石,清洗的越干凈越好。
教你如何讓沸石循環利用
形成沸石的原因有十幾種,不同的生成環境所產出的沸石種類也不盡相同
沸石的成因很復雜,大部分是經由火山所噴出的沉積巖,因沉積巖中的有機物被液化或汽化而產生微細的孔洞。這些孔徑的的大小正好又與一般有機分子相當,因此具備對有機分子的吸附性。
沸石的另一項特色是由鋁硅酸鹽等成所組成的礦物,并且對陽離子具有吸附性。為什么沸石能具有離子交換功能呢?最主要的關鍵是其成分中有AlO4,多了一個O原子,因此會帶-1的價數。因此沸石中會有些Na+,K+,Ca++等堿金屬來抵銷使其成電中性(帶有較多Na+的稱為鈉沸石,Ca+稱為鈣沸石以此類推)。
而這些沸石中的金屬元素在水中極易被其它金屬離子所取代要有什么樣的條件會取代這些元素呢?
這與沸石離子交換的優先級及離子濃度有關,因為AlO4帶的是-1價因此對陽離子的交換順序以Cs+,Rb+,NH4+,K+,Na+正1價離子排前面,且較大的離子較優先,然后才交換Ba++,Sr++,Ca++,Mg++的正2價離子。所以當沸石中的游離金屬以Na+存在時便會與水中的Cs+,Rb+,NH4+交換。
如果是以Ca++存在時就會與水中的Cs+,Rb+,NH4+,Ba++,Sr++作交換,但是當水中某離子濃度很高時,則能形成逆向交換,因此沸石一般是可還原的。不過因為全世界的沸石產量實在多的不象話,甚至在有些國家所有的石頭都是沸石,且目前沸石有50%以上是用于制造水泥,可見其普遍的程度,因此還原沸石雖環保卻不經濟。
沸石具體作用
每種沸石的吸附對象與吸附總量并不相同,在海水的應用中最好是能混用多種沸石。前面已經提過,沸石的孔徑約在1nm以下,而分子的最小直徑約0.28nm
因此沸石所能吸附的就是在0.28nm-1nm之間的所有分子,包括有機、無機的分子,不過因為每種沸石的孔徑不一,吸附的峰值各不相同。常見在水中能被吸附的像是甲醇、氨等較小的分子都是其吸附范圍。
這些物質大部分都是蛋白、活性碳的處理范圍以外的物質蛋白、活性碳所能處理的物質沸石也都無法處理,兩者其實是各司其職,因此沸石在海水中的應用能大大的延緩水質的老化。
我們來比較一下沸石的離子交換量與吸附量的差異:
沸石的離子交換量除了前述因性質不同會影響其交換內容物及交換量外。沸石的孔徑大小也會影響其離子交換,能進入孔隙的才能被交換。且相同size的離子會在孔隙中競爭交換,到底其交換量有多少呢?其實1kg的沸石頂多只能交換約5g的陽離子。
例如在1000L的缸子中放入1kg的沸石其所影響的陽離子濃度約在5ppm以下,由此可知沸石的離子交換能力在海水應用中并不會造成離子不平衡。由此可見雖沸石種類雖多,但差異都是在其離子交換的功能上,物理上的吸附功能基本上是相同的!