沸石联合生物吸附再生工艺用于城市污水脱氮的可行性进行了系统的研究。研究结果表明,对于城市污水,在3h的水力停留时间下,当沸石投加量为120mg/L时,平均出水氨氮为3.18mg/L,总氮为16.3mg/L,COD为29.2mg/L。在硝化细菌的作用下沸石粉能够得到有效的生物再生,试验中再生率达到了80%。

沸石对铵离子的选择性吸附作用可用于城市污水中的氨氮去除。但传统的化学再生工艺操作复杂、成本昂贵。近年来广泛兴起的各种沸石脱氮-生物再生工艺,如沸石填料生物滤池、沸石流化床,上述工艺均采用了较大的沸石颗粒粒径(1mm以上),随着沸石粒径的减小,其离子交换性能有显著提高,而且粉末物料的投加可以有效改善活性污泥的沉降性能以及硝化效果,这便为现有活性污泥工艺的升级提供了重要的基础。

沸石粉对铵离子的吸附作用在动态和静态运行下的对比结果。为了模拟ZCS工艺的运行条件,反应时间均控制在30min,需要指出的是此时的吸附反应可能还未完全达到平衡。

该工艺在流程上十分类似于传统的吸附再生活性污泥法,但由于沸石粉的参与从根本上增强了系统的功能。沸石粉的投加类似于混凝剂和粉末活性炭的投加,易于实现。当沸石粉进入吸附池时,由于进水中含有浓度相对较高的铵离子,上式将向右进行,完成了沸石对铵离子的吸附,氨氮从水相中转移到沸石相,污水达到脱除氨氮的目的;浓缩后的沸石粉污泥按照一定的流量回流至再生池,这时由于硝化细菌的作用,水相中的铵离子浓度逐渐降低,从而推动上式向左边进行,沸石得到了再生。

天然沸石粉(200目)可以在连续流完全混合反应器中将类似于城市污水中的水平的氨氮有效的去除。在配水条件下当吸附反应槽中的沸石粉浓度为10g/L时,经过0.5h的反应,可以将水相中的铵态氮从50mg/L降低到8mg/L以下,结果表明,沸石粉的吸附能力未受到反应器构型的影响。