隨著城市發展，屋面雨水徑流污染成為亟待解決的問題。沸石憑藉獨特的物理化學性質，在雨水處理領域展現出巨大潛力。2025年，沸石行業在處理屋面雨水徑流技術上取得新進展，改性沸石過濾法成為研究熱點，為雨水資源化利用提供了新方向。

  一、沸石吸附氨氮性能實驗研究

  1.1 實驗材料與方法

  《2025-2030年全球及中國沸石行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，實驗選用瀋陽法庫天然斜發沸石，將其粉碎過篩分為不同粒徑，過濾罐裝置中的沸石濾料及承托層鵝卵石來自河南某淨化材料廠。實驗儀器包括恆溫振盪箱、電熱鼓風乾燥箱等。室內實驗採用混合雨水，實際雨水徑流和人工雨水按 1∶2 配比。

  實驗室批次實驗中，配製濃度為 1000mg/L 的氨氮標準儲備液，把沸石按顆粒大小分為 3 個平行組，對濾料預處理後，加入三角燒瓶，調節溶液 pH 為 7，在 20℃、180r/min 條件下振盪。天然沸石改性採用氯化鈉溶液改性法，確定固液比為 1∶25g/ml 時效果最佳。動態吸附試驗使用高度 3m、內徑 10cm 的有機玻璃吸附柱，設置不同出水口，讓屋面雨水下向流進入，調整流速記錄影響並繪製穿透曲線圖。

  1.2 實驗結果分析

  研究發現，沸石濾料粒徑對氨氮吸附速率影響顯著。粒徑為 18 - 35 目(0.5 - 1mm)的沸石達到吸附平衡速度最快、效果最佳，說明粒徑越小，比表面積越大，吸附速度越快，但粒徑過小實際應用操作分離困難。吸附時間方面，沸石對氨氮的吸附分為快速(0 - 30min)和緩慢(30min 後)兩個階段，120min 時吸附率達最高約 80%，此後吸附量不再增加，因此建議吸附時間為 120min。

  二、氯化鈉溶液改性天然沸石研究

  2.1 改性機理探究

  氯化鈉溶液改性天然沸石效果顯著，其機理是大離子半徑金屬離子進行離子交換，增大沸石離子交換容量。掃描電鏡顯示，改性後沸石孔徑、孔穴和孔道擴寬，表面性質和孔隙結構改變，顆粒表面更鬆散，為吸附質提供更多位點和通道，有利於污染物吸附截留。改性後沸石顆粒強度增加，比表面積、孔容、平均孔徑增大 4 至 6 倍及以上，證明吸附氨氮以離子交換為主，且改性沸石吸附再生效果好，可重複利用，為過濾裝置反衝洗提供技術參考。

  2.2 吸附影響因素實驗

  考察雨水流速、濾柱高度和沸石粒徑對改性沸石吸附雨水中氨氮的影響。進水氨氮濃度約 10mg/L，調整蠕動泵轉速為 50、150、250mL/min，設置沸石填充高度為 1.0、2.0、3.0m，粒徑為 10 - 18、5 - 10、2.5 - 5 目。實驗發現，屋面雨水徑流流速越小、填充高度越大、沸石粒徑越小，吸附效果越好。例如，流速從 250mL/min 降至 50mL/min，達到穿透點和飽和點的時間依次延長;濾柱高度從 1.0m 增加到 3.0m，以及沸石粒徑變小時，情況類似，這表明合適的條件能增加吸附飽和時間，有利於氨氮吸附。

  三、改性沸石過濾法工藝及裝置研究

  3.1 工藝與裝置設計

  基於實驗室和動態吸附柱試驗，設計改性沸石濾料處理屋面雨水徑流裝置，包含收集單元和過濾單元。收集單元由雨水收集管道、集水模塊、進水泵依次連接。過濾罐為高 3m、直徑 1m 的不鏽鋼柱體，內部改性濾料腔室分為三個，濾料粒逕自下而上依次增大，鋪設鵝卵石、4 - 8mm 和 8 - 12mm 氯化鈉改性沸石濾料，高度分別為 10、80、80cm，罐體上層保留 20cm 空氣層。該裝置可快速高效處理雨水，去除多種污染物，濾料可重複使用，集水模塊可摺疊節省空間，處理後的雨水可用於澆灌綠地。

  3.2 實際應用與效果

  結合實際屋面情況開展中試實驗，發現氯化鈉改性沸石濾料大粒徑置於上方、小粒徑置於下方更有利於去除污染物，最佳進水流速為\(6m^{3}/h\)。在實際操作中，屋面材質為水泥磚保護層，匯水面積\(540m^{2}\)，進水流速\(6m^{3}/h\)，每隔 30min 取樣檢測。選取 4 次實際屋面雨水徑流樣品檢測顯示，該裝置能同時去除氨氮、懸浮物和有機污染物等，氨氮去除率高於 80%，出水懸浮物濃度低於 10mg/L，符合《建築與小區雨水控制及利用工程技術規範》要求，且改性沸石經反衝洗可反覆使用，提升了雨水處理效率。

  綜上所述，2025年在沸石處理屋面雨水徑流技術研究中取得了豐碩成果。實驗證實，20℃時天然沸石濾料粒徑越小吸附效果越好，吸附時間以120min 為宜，准二級動力學模型能準確反映其對氨氮的吸附過程。動態吸附柱試驗表明，屋面雨水徑流通過玻璃吸附柱時，流速越小、濾料填充高度越大、沸石粒徑越小，吸附效果越佳。設計並應用的改性沸石過濾罐裝置，經實踐驗證，出水符合排放標準。這些成果為屋面雨水資源化利用提供了技術支撐，但城市雨水資源化管理在部分地區發展仍面臨挑戰，未來還需進一步優化技術，推動相關政策措施落地，實現雨水資源的高效利用 。