對沸石聯合生物吸附再生工藝用于城市污水脫氮的可行性進行了系統的研究。研究結果表明,對于城市污水,在3h的水力停留時間下,當沸石投加量為120mg/L時,平均出水氨氮為3.18mg/L,總氮為16.3mg/L,COD為29.2mg/L。在硝化細菌的作用下沸石粉能夠得到有效的生物再生,試驗中再生率達到了80%。
沸石對銨離子的選擇性吸附作用可用于城市污水中的氨氮去除。但傳統的化學再生工藝操作復雜、成本昂貴。近年來廣泛興起的各種沸石脫氮-生物再生工藝,如沸石填料生物濾池、沸石流化床,上述工藝均采用了較大的沸石顆粒粒徑(1mm以上),隨著沸石粒徑的減小,其離子交換性能有顯著提高,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,這便為現有活性污泥工藝的升級提供了重要的基礎。
為沸石粉對銨離子的吸附作用在動態和靜態運行下的對比結果。為了模擬ZCS工藝的運行條件,反應時間均控制在30min,需要指出的是此時的吸附反應可能還未完全達到平衡。
該工藝在流程上十分類似于傳統的吸附再生活性污泥法,但由于沸石粉的參與從根本上增強了系統的功能。沸石粉的投加類似于混凝劑和粉末活性炭的投加,易于實現。當沸石粉進入吸附池時,由于進水中含有濃度相對較高的銨離子,上式將向右進行,完成了沸石對銨離子的吸附,氨氮從水相中轉移到沸石相,污水達到脫除氨氮的目的;濃縮后的沸石粉污泥按照一定的流量回流至再生池,這時由于硝化細菌的作用,水相中的銨離子濃度逐漸降低,從而推動上式向左邊進行,沸石得到了再生。
天然沸石粉(200目)可以在連續流完全混合反應器中將類似于城市污水中的水平的氨氮有效的去除。在配水條件下當吸附反應槽中的沸石粉濃度為10g/L時,經過0.5h的反應,可以將水相中的銨態氮從50mg/L降低到8mg/L以下,結果表明,沸石粉的吸附能力未受到反應器構型的影響。