從脫氮效果上分析，沸石離子交換法是一種深度廢水處理技術(shù)，可較好去除廢水中的氨氮。從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，我國(guó)沸石資源豐富，分布廣，產(chǎn)量大，總貯存量占世界第一位，且沸石價(jià)格低廉，僅為活性炭市價(jià)的1/5左右。從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，生化結(jié)合脫氨氮是一項(xiàng)新型生物脫氨氮技術(shù)，該技術(shù)把沸石對(duì)離子銨的選擇性吸附能力和生物硝化反硝化作用結(jié)合起來(lái)，形成了一個(gè)自我吸收、自我消化的循環(huán)過(guò)程，可以提高氨氮脫除率并減少化學(xué)再生劑的投加量，降低成本。生物沸石用于水處理，不僅能有效去除水中的氨氮等污染物質(zhì)，而且抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，其去除效果與其他生物載體相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。可見(jiàn)生物沸石在氨氮廢水處理領(lǐng)域中將有十分廣闊的應(yīng)用前景。今后應(yīng)在沸石對(duì)離子銨的選擇性吸附和生物硝化、反硝化兩方面做更深入的研究，使新型生化結(jié)合沸石技術(shù)早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

1、天然沸石在氨氮廢水處理中的應(yīng)用

天然沸石對(duì)NH4具有很好的選擇吸附性能，即使在有干擾陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+存在時(shí)，仍顯示出良好的脫氨效果。研究了不同產(chǎn)地天然沸石脫除廢水中氨氮的效果。研究了沸石處理氨氮廢水的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附效果，得出沸石滿足Langmuir吸附等溫模式，最大吸附量為8.29mg/g。研究確定了脫氨氮的工藝流程和適宜參數(shù)，使處理后氨氮質(zhì)量含量低于5mg/L。研究表明，絲光沸石與斜發(fā)沸石相比，在溶液質(zhì)量濃度高于80mg/L時(shí)具有更高的吸收效果。另外還有學(xué)者對(duì)天然沸石吸附氨氮的影響因素如沸石種類、粒徑、溫度、吸附時(shí)間及再生進(jìn)行了研究。許多研究表明，天然沸石可以有效吸附廢水中的氨氮，但天然沸石的吸附容量較小，再生頻繁，影響其大規(guī)模應(yīng)用。因此，需要對(duì)天然沸石進(jìn)行擴(kuò)展研究，如沸石改性或與其他技術(shù)聯(lián)合使用。

2、改性沸石脫氨氮的研究

由于天然沸石受吸附容量所限，所以近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究人員研究天然沸石改性，取得了較好的效果。沸石改性主要采用酸堿改性、鹽改性、微波改性和高溫改性。有研究表明，酸堿法、高溫法、微波法等改性方法可進(jìn)一步提高天然沸石的吸附容量、吸附速率及孔道特性，而其改性效果取決于原水水質(zhì)、沸石種類及改性條件等因素。研究了HC1、HSO和HNO改性，結(jié)果表明氨氮的吸附量未有明顯增加，反而有降低的趨勢(shì)。用不同pH下的HNO3、H2SO4、H3PO4溶液對(duì)天然沸石進(jìn)行改性。結(jié)果表明，無(wú)機(jī)酸改性沸石對(duì)水中氨氮的去除率不僅受到改性劑pH的影響，而且受到改性所用無(wú)機(jī)酸種類的影響。同樣pH下HsO改性沸石對(duì)氨氮的去除率和去除速率均有所降低；HNO的改性對(duì)沸石吸附氨氮性能的影響則不是很明顯。HPO改性后的沸石對(duì)水中氨氮的吸附性能，無(wú)論在吸附容量還是吸附速率上均較未改性的沸石有較大幅度的提高，且受改性劑pH的影響不大。在堿改性方面，采用氫氧化鈉對(duì)天然沸石進(jìn)行了改性，結(jié)果表明，在氨氮初始質(zhì)量濃度為2.51mg/L的微污染水中，投加質(zhì)量濃度為1s/L的改性沸石，氨氮去除率達(dá)到70.8％，更適用于現(xiàn)有的自來(lái)水工藝。利用NaOH改性得出最佳摩爾濃度為1moL/L時(shí)，氨氮吸附量可提高到0.65mg/g，為天然沸石的2.82倍。在鹽改性上，利用無(wú)機(jī)鹽改性時(shí)，對(duì)氨氮吸附效果最好的是NaC1改性沸石，其次為KC1改性沸石與CaC1，改性沸石。隨著NaC1溶液質(zhì)量濃度和改性時(shí)間的增加，改性沸石對(duì)氨氮的吸附量顯著增加，可達(dá)天然沸石的3～4倍；在NaC1質(zhì)量濃度為150g/L與改性時(shí)間為18h條件下，改性沸石對(duì)氨氮吸附量可達(dá)0.88mg/g，為天然沸石的3.84倍。采用鹽酸改性、高溫改性和NaC1改性方法，對(duì)比未改性的沸石進(jìn)行水源水中氨氮去除效果實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，0.8moL/L的NaC1對(duì)沸石改性效果最佳，對(duì)NH4+的吸附容量可達(dá)0.84mg/g。在微波改性方面也有學(xué)者做了不少貢獻(xiàn)。采用微波強(qiáng)化NaC1活化對(duì)沸石進(jìn)行改性，考察了微波加熱時(shí)間、功率及活化方法的影響。結(jié)果表明，微波加熱可疏通沸石內(nèi)部孔道，NaC1活化能改善其離子交換性能；與經(jīng)NaC1及NaC1+NaOH活化后的改性沸石相比，經(jīng)89w微波加熱4min后再用飽和NaC1活化后的改性沸石，對(duì)氨氮的去除率提高了10％以上。林立君采用高溫300℃焙燒后，再用預(yù)處理后的海水浸泡24h改性沸石去除氨氮效果最佳。沸石對(duì)氨氮吸附容量為3.47mg/g，氨氮去除率為91.55％。改性沸石由于其特殊的物理結(jié)構(gòu)和高效吸附性能，能有效吸附處理廢水中難處理的有機(jī)污染物以及重金屬離子，在環(huán)保領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。這種單一的沸石不能從根本上將氨氮除去，只能起到濃縮的作用，新型沸石技術(shù)尚待研究。

3、生化結(jié)合沸石去除廢水中氨氮的研究

Tsuno在1994年首次提出了“生物沸石”的概念。生物沸石是指以顆粒沸石為載體，借助沸石內(nèi)部富有空穴孔道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)吸附富集極性分子和細(xì)菌，創(chuàng)造微生物生長(zhǎng)條件，使沸石載體表面負(fù)載較穩(wěn)定的生物膜，以同時(shí)發(fā)揮生物膜和沸石對(duì)水中的污染物質(zhì)的去除作用。在污水生物處理系統(tǒng)中，沸石既可以作微生物的載體，又通過(guò)離子交換作用吸附氨氮，沸石對(duì)氨氮的吸附和硝化可以同時(shí)在沸石表面發(fā)生。這種技術(shù)是近年來(lái)引起人們重視的一種生物、物化相結(jié)合實(shí)現(xiàn)廢水脫氨氮新技術(shù)。研究表明，采用生物沸石脫除氨氮這種新型生物脫氨氮技術(shù)具有很好的緩沖氨氮進(jìn)水沖擊負(fù)荷能力，該技術(shù)具有很高研究?jī)r(jià)值。影響生物沸石反應(yīng)器處理微污染水效果的主要因素有水力負(fù)荷(濾速)、沖擊負(fù)荷、氣水比、沸石粒徑、填料高度和水溫等。研究表明，生物沸石反應(yīng)器對(duì)水中氨氮的去除效果受水力負(fù)荷和水溫的影響較大，水力負(fù)荷的提高和水溫的下降，氨氮的去除率明顯下降；而李運(yùn)林得出水力負(fù)荷和氣水比對(duì)氨氮的去除效果影響較大。考察了應(yīng)用硝化和離子交換結(jié)合的方法，即在填料床使用天然沸石進(jìn)行離子交換，在斜發(fā)沸石和絲光沸石上進(jìn)行硝化細(xì)菌菌落培養(yǎng)，氨氮去除反應(yīng)加劇，能在不敏感的情況下快速反應(yīng)，并且比單純使用離子交換方法的費(fèi)用要少。考察了沸石一固定化技術(shù)一序批式生物反應(yīng)器(SBR)組合工藝的研究與應(yīng)用，在沸石聯(lián)合大孔載體SBBR中，經(jīng)2個(gè)周期，NH4-N、COD、NO、-N以及TN均可以達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749—2006)。將天然沸石與PVC多面空心球懸浮填料有機(jī)結(jié)合形成的生物沸石填料對(duì)城市污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)行深度處理實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，在生物膜培養(yǎng)過(guò)程中，以NH4+一N的去除率保持穩(wěn)定作為生物膜培養(yǎng)成熟的標(biāo)志。經(jīng)生物沸石填料深度處理的出水水質(zhì)穩(wěn)定，NH4+一N質(zhì)量濃度在2mg/L以下，去除率達(dá)90％以上，能夠滿足城市雜用水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外，還有一些學(xué)者在生物沸石脫氨氮方面也做出了不少成果。生化沸石用于水處理，不僅能有效去除水中氨氮污染物，而且抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，其去除效果與其他生物載體相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。這種方法與單純的沸石離子交換脫氨氮相比，可以減少化學(xué)再生劑的投加量，降低處理成本。因此，生化結(jié)合沸石技術(shù)將是今后研究的一大熱點(diǎn)。