為了便于活性污泥法工藝的穩(wěn)定運行，許多研究者在對活性污泥法機理進(jìn)行大量試驗研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)向曝氣池中投加無機粉末物料(如粉末活性炭、沸石、高齡土、滑石粉、綠泥石等)可以有效改善活性污泥的沉降性能及硝化效果。同濟大學(xué)從2001年起進(jìn)行沸石粉強化A/O生物脫氮工藝研究，并在此基礎(chǔ)上提出了沸石生物聯(lián)合吸附再生工藝。

考察沸石粉投加對活性污泥增殖及脫氨氮動力學(xué)的影響，并根據(jù)相關(guān)結(jié)論探討了不同泥齡(SRT)條件下沸石粉的生物再生情況。結(jié)果表明，曝氣池中投加沸石粉可明顯提高活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)和衰減系數(shù)。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，投加沸石粉的試驗組穩(wěn)定運行后，污泥產(chǎn)率系數(shù)和衰減系數(shù)分別提高12
5%和16
7%；當(dāng)泥齡
10d時，出水氨氮去除率提高10%~37%，繼續(xù)增加泥齡，氨氮去除率提高不明顯。通過對比試驗結(jié)果的關(guān)聯(lián)性分析，認(rèn)為在低濃度條件下，沸石中銨離子的解吸速率是沸石生物再生的限制步驟，而且再生速率與泥齡呈正相關(guān)對應(yīng)關(guān)系。

試驗分2個對比組運行，前5組為投加沸石粉活性污泥法，維持沸石粉濃度約5g/L；后5組為傳統(tǒng)活性污泥法。試驗啟動時接種上海市曲陽水質(zhì)凈化廠曝氣池的活性污泥至2g/L，SRT分別控制在5d、10d和20d，穩(wěn)定運行100d后，連續(xù)幾周進(jìn)行污泥增殖動力學(xué)試驗，之后改變進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行后續(xù)試驗。其中，投加沸石粉組每日補加由于排泥而損失的沸石粉以維持沸石粉濃度平衡。

沸石粉及其污泥濃度的測定:當(dāng)向活性污泥系統(tǒng)中投加無機礦物沸石粉以后，由于沸石粉600下的灼燒減重，造成對VSS分析有一定干擾。而在這種情況下的VSS測量方法國內(nèi)外均沒有規(guī)范化的報道，因此我們采用下述方法進(jìn)行校正:向不含沸石的活性污泥中加入適量沸石粉后，分別按照重量法測量SS、NVSS、VSS，結(jié)果如表1所示。

當(dāng)沸石吸附水體中的銨達(dá)到平衡(或達(dá)到一定水平)后，就必須考慮沸石的再生，將富集于沸石上的銨解吸或轉(zhuǎn)化，恢復(fù)沸石對銨的吸附能力。由于沸石對NH+4的交換作用，水體氨氮濃度受到控制，不會抑制微生物活性，吸附在沸石上的銨會被長在沸石上的細(xì)菌硝化，實現(xiàn)沸石的動態(tài)生物再生。

與傳統(tǒng)活性污泥法相比，投加沸石粉的裝置穩(wěn)定運行后(泥齡
10d)，出水中氨氮去除率提高約10%~37%，但泥齡進(jìn)一步提高到20d后，二者差別甚微。當(dāng)泥齡較低時(5d)，沸石在8h的反應(yīng)時間以內(nèi)沒有表現(xiàn)出生物再生作用；當(dāng)污泥齡提高到10d以上時，生物再生作用顯著，沸石的吸附量均在1h時達(dá)到最大。沸石中銨離子的釋放速率是其生物再生的限制步驟。增加泥齡時生物再生速率進(jìn)一步增加，這與微生物濃度或液相銨離子去除速率有關(guān)。