氨氮污水导致海洋和陆地水环境富营养化灾害，愈来愈引起政府和民众的关注。本技术以沸石为吸附剂，氨氮污水经沸石选择性吸附处理，脱除氨氮获得达标水，同时使氨以产品的形式得到回收。本技术是河北省科技攻关项目成果，已完成了小试及200吨/日中试研究，成果通过了河北省科委主持的鉴定，专家认定为国际先进水平。本技术与生物法等氨氮污水处理技术相比，具有依投资少、处理成本低等优势，适用于工业污水除氨和城市二级污水深度处理。所以，具有广阔推广应用前景。

用于城市二级污水、地表水等水源的深度处理：可使出水NH3-N1mg/L，水质达GB18918-2002一级(A)指标，以及城市景观环境用水、冷却用水和城市杂用水的水质标准，可作为商品水出售。用于工业污水、垃圾滤液等高浓度氨氮(1000mg/L)的污水处理：可使出水NH3-N15mg/L，水质达GB8978-1996一级指标，作为工业循环用水，或直接排放。

1、沸石去除氨氮的作用机理

沸石孔径一般在0.4nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而NH+的离子半径为0.286nm，很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。利用沸石的离子交换吸附能力去除废水中的氨氮包括吸附阶段和沸石再生阶段，沸石吸附氨氮阶段反应式为:Zn－·Mn++nNH+←→Zn－·nNH++Mn+式中，Zn－为沸石；Mn+为沸石重金属阳离子；n为荷电数。

沸石再生有3种方法：

(1)化学再生。即用含有适当再生剂(H2SO4、HCl、HNO3、NaOH、NaCl)的液相处理所用过的斜发沸石，化学再生的过程实际上是离子交换过程的逆过程，可表示如下:NH+Z－+X－→X+Z－+NH+其中，Z表示铝硅酸盐的阴离子格架；X表示Na或H。

(2)热再生。即将用过的沸石加热到不同的温度(300～600℃)，沸石经热再生后，铵根去除能力有显著的提高。

(3)生物再生。应用沸石作为微生物载体，使硝化细菌附于其表面生长。这样由于硝化细菌的作用，水相中氨氮浓度逐渐降低，促使交换平衡发生逆转，已被交换吸附在沸石上的NH+被水中其他阳离子交换下来，被硝化细菌利用。这样沸石的离子交换容量得到了恢复。（此处可参考经验：沸石人工湿地系统中沸石再生方法介绍）

2、沸石在氨氮废水处理中的研究现状

(1)生化结合沸石去除废水中氨氮的研究

Tsuno在1994年首次提出了“生物沸石”的概念。生物沸石是指以颗粒沸石为载体，借助沸石内部富有空穴孔道结构特点，通过吸附富集极性分子和细菌，创造微生物生长条件，使沸石载体表面负载较稳定的生物膜，以同时发挥生物膜和沸石对水中的污染物质的去除作用。在污水生物处理系统中，沸石既可以作微生物的载体，又通过离子交换作用吸附氨氮，沸石对氨氮的吸附和硝化可以同时在沸石表面发生。这种技术是近年来引起人们重视的一种生物、物化相结合实现废水脱氨氮新技术。研究表明，采用生物沸石脱除氨氮这种新型生物脱氨氮技术具有很好的缓冲氨氮进水冲击负荷能力，该技术具有很高研究价值。影响生物沸石反应器处理微污染水效果的主要因素有水力负荷(滤速)、冲击负荷、气水比、沸石粒径、填料高度和水温等。研究表明，生物沸石反应器对水中氨氮的去除效果受水力负荷和水温的影响较大，水力负荷的提高和水温的下降，氨氮的去除率明显下降；得出水力负荷和气水比对氨氮的去除效果影响较大。考察了应用硝化和离子交换结合的方法，即在填料床使用天然沸石进行离子交换，在斜发沸石和丝光沸石上进行硝化细菌菌落培养，氨氮去除反应加剧，能在不敏感的情况下快速反应，并且比单纯使用离子交换方法的费用要少。考察了沸石－固定化技术－序批式生物反应器(SBR)组合工艺的研究与应用，在沸石联合大孔载体SBBR中，经2个周期，NH+－N、COD、NO3－N以及TN均可以达到国家饮用水标准(GB5749—2006)。

将天然沸石与PVC多面空心球悬浮填料有机结合形成的生物沸石填料对城市污水处理厂二级出水进行深度处理实验研究，结果表明，在生物膜培养过程中，以NH+－N的去除率保持稳定作为生物膜培养成熟的标志。经生物沸石填料深度处理的出水水质稳定，NH+－N质量浓度在2mg/L以下，去除率达90%以上，能够满足城市杂用水回用水质标准的要求。此外，还有一些学者在生物沸石脱氨氮方面也做出了不少成果。生化沸石用于水处理，不仅能有效去除水中氨氮污染物，而且抗冲击负荷的能力强，其去除效果与其他生物载体相比具有明显优势。这种方法与单纯的沸石离子交换脱氨氮相比，可以减少化学再生剂的投加量，降低处理成本。因此，生化结合沸石技术将是今后研究的一大热点。

(2)天然沸石在氨氮废水处理中的应用

天然沸石对NH+具有很好的选择吸附性能，即使在有干扰阳离子Ca2+、Mg2+存在时，仍显示出良好的脱氨效果。研究了不同产地天然沸石脱除废水中氨氮的效果。研究了沸石处理氨氮废水的吸附动力学和吸附效果，得出沸石满足Langmuir吸附等温模式，最大吸附量为8.29mg/g。研究确定了脱氨氮的工艺流程和适宜参数，使处理后氨氮质量含量低于5mg/L。研究表明，丝光沸石与斜发沸石相比，在溶液质量浓度高于80mg/L时具有更高的吸收效果。另外还有学者对天然沸石吸附氨氮的影响因素如沸石种类、粒径、温度、吸附时间及再生进行了研究。许多研究表明，天然沸石可以有效吸附废水中的氨氮，但天然沸石的吸附容量较小，再生频繁，影响其大规模应用。因此，需要对天然沸石进行扩展研究，如沸石改性或与其他技术联合使用。

(3)改性沸石脱氨氮的研究

由于天然沸石受吸附容量所限，所以近年来国内研究人员研究天然沸石改性，取得了较好的效果。沸石改性主要采用酸碱改性、盐改性、微波改性和高温改性。有研究表明，酸碱法、高温法、微波法等改性方法可进一步提高天然沸石的吸附容量、水质、沸石种类及改性条件等因素。研究了HCl、H2SO4和HNO3改性，结果表明氨氮的吸附量未有明显增加，反而有降低的趋势。用不同pH下的HNO、HSO、HPO溶液对天然沸石进行改性。结果表明，无机酸改性沸石对水中氨氮的去除率不仅受到改性剂pH的影响，而且受到改性所用无机酸种类的影响。同样pH下H2SO4改性沸石对氨氮的去除率和去除速率均有所降低；HNO3的改性对沸石吸附氨氮性能的影响则不是很明显。H3PO4改性后的沸石对水中氨氮的吸附性能，无论在吸附容量还是吸附速率上均较未改性的沸石有较大幅度的提高，且受改性剂pH的影响不大。在碱改性方面，采用氢氧化钠对天然沸石进行了改性，结果表明，在氨氮初始质量浓度为2.51mg/L的微污染水中，投加质量浓度为1g/L的改性沸石，氨氮去除率达到70.8%，更适用于现有的自来水工艺。

利用NaOH改性得出最佳摩尔浓度为1mol/L时，氨氮吸附量可提高到0.65mg/g，为天然沸石的2.82倍。在盐改性上，利用无机盐改性时，对氨氮吸附效果最好的是NaCl改性沸石，其次为KCl改性沸石与CaCl2改性沸石。随着NaCl溶液质量浓度和改性时间的增加，改性沸石对氨氮的吸附量显著增加，可达天然沸石的3～4倍；在NaCl质量浓度为150g/L与改性时间为18h条件下，改性沸石对氨氮吸附量可达0.88mg/g，为天然沸石的3.84倍。采用盐酸改性、高温改性和NaCl改性方法，对比未改性的沸石进行水源水中氨氮去除效果实验，结果表明0.8mol/L的NaCl对沸石改性效果最佳，对NH+的吸附容量可达0.84mg/g。在微波改性方面也有学者做了不少贡献。

采用微波强化NaCl活化对沸石进行改性，考察了微波加热时间、功率及活化方法的影响。结果表明，微波加热可疏通沸石内部孔道，NaCl活化能改善其离子交换性能；与经NaCl及NaCl+NaOH活化后的改性沸石相比，经89W微波加热4min后再用饱和NaCl活化后的改性沸石，对氨氮的去除率提高了10%以上。采用高温300℃焙烧后，再用预处理后的海水浸泡24h改性沸石去除氨氮效果最佳。沸石对氨氮吸附容量为3.47mg/g，氨氮去除率为91.55%。改性沸石由于其特殊的物理结构和高效吸附性能，能有效吸附处理废水中难处理的有机污染物以及重金属离子，在环保领域中有广阔的应用前景。这种单一的沸石不能从根本上将氨氮除去，只能起到浓缩的作用，新型沸石技术尚待研究。