為了便于活性污泥法工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，許多研究者在對(duì)活性污泥法機(jī)理進(jìn)行大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)向曝氣池中投加無(wú)機(jī)粉末物料(如粉末活性炭、Zeolite、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(jì)大學(xué)從2001年起進(jìn)行沸石粉強(qiáng)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(duì)活性污泥增殖及脫氨氮?jiǎng)恿W(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(yàn)組穩(wěn)定運(yùn)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(shí)，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(guò)對(duì)比試驗(yàn)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(duì)應(yīng)關(guān)系。

試驗(yàn)分2個(gè)對(duì)比組運(yùn)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(yàn)啟動(dòng)時(shí)接種上海市曲陽(yáng)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(yùn)行100d后，連續(xù)幾周進(jìn)行污泥增殖動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，之后改變進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。其中，投加沸石粉組每日補(bǔ)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(cè)定:當(dāng)向活性污泥系統(tǒng)中投加無(wú)機(jī)礦物沸石粉以后，由于沸石粉600下的灼燒減重，造成對(duì)VSS分析有一定干擾。而在這種情況下的VSS測(cè)量方法國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有規(guī)范化的報(bào)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(cè)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(duì)銨的吸附能力。由于沸石對(duì)NH+4的交換作用，水體氨氮濃度受到控制，不會(huì)抑制微生物活性，吸附在沸石上的銨會(huì)被長(zhǎng)在沸石上的細(xì)菌硝化，實(shí)現(xiàn)沸石的動(dòng)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(yùn)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(shí)(5d)，沸石在8h的反應(yīng)時(shí)間以?xún)?nèi)沒(méi)有表現(xiàn)出生物再生作用；當(dāng)污泥齡提高到10d以上時(shí)，生物再生作用顯著，沸石的吸附量均在1h時(shí)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(shí)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)。