生物沸石球强化吸附氨氮废水

Posted 2023-01-13 生物

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摘要：用一种具有多孔结构特征的沸石球作为载体固定化硝化细菌强化吸附氨氮废水。结果表明，沸石球能快速固定化硝化细菌，吸附动力学表明150 min对氨氮吸附容量达到2.816 mg/g，而且还有继续增加的趋势。假二级动力学方程和Elovich模型的精确拟合说明，生物沸石球对氨氮的吸附过程可能是非均相扩散起作用及以化学吸附反应为主的复杂转化过程。扩散拟合结果表明，氨氮在生物沸石球的吸附是以液膜扩散和颗粒内扩散为吸附速率的控制步骤，活性的硝化细菌对氨氮的硝化使氨氮在微孔的吸附得到了强化。

当前我国水环境问题突出，治理形势严峻，部分敏感地区的城市污水厂将强制实施国家一级A甚至更高的排放标准，因此对城市污水进行深度处理有着重要的现实意义。氨氮是常规城市污水二级生化处理（A2/o、氧化沟、CASS）尾水的主要污染物，近年有关生物强化脱氮的工艺主要有：膜生物反应器、曝气生物滤池、多级生物膜反应器及包埋固定化硝化细菌等。

沸石对氨氮等极性分子具有很强的亲和力，王大卫等研究表明，合成沸石对氨氮的吸附速率极快，5min去除率约达到75%，最大吸附容量为11.36～16.13mg/g，而田琳等发现24h内沸石对氨氮的吸附能力为1.27 mg/g。由于沸石的吸附容量较小，需要频繁再生，影响其大规模应用，为此，安红梅等对沸石进行改性，发现当NaCl浓度为6%左右时，去除率和未改性沸石相比提高了左右。

王萌等用盐、高温、酸3种方法和不同组合顺序对天然沸石进行改性，结果表明，改性后的沸石对氨氮的去除率相比有了较大的提高。王大卫等用碱处理再生后吸附容量一次再生率达到67%～87%；田琳等发现，经过96h生物再生后获得一定程度吸附性能，而且发现在其表面形成了稳定的生物膜。近年来，还有直接利用沸石吸附氨氮并固定化微生物进行脱氮的研究，李运林等用生物天然沸石填料和与PVC多面空心球悬浮填料有机结合形成的生物沸石填料深度处理二级出水。

结果表明，出水水质稳定，氨氮浓度在2mg/L以环境工程学报第，卷下。胡细全等采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体，出水氨氮始终保持在0.5mg/L以下，去除率在90%以上。

魏云霞等天然沸石为实验材料，进行沸石吸附氨氮实验以及吸附饱和后固定化微生物间歇式活性污泥法进行同步硝化反硝化（SND）研究，结果表明，天然沸石在再生的同时能够增强反应器的脱氮效率。以上研究表明，相比于化学改性，通过生物再生或者联合微生物技术能强化沸石对氨氮的吸附性能。。

由于沸石有限的孔道尺寸，在微生物负载方面存在天然不足，本研究旨在以粉煤灰为原料合成的一种具有多孔特征的沸石球（ZSB）作为载体固定化硝化细菌，构建生物沸石球（B ZSB）强化吸附氨氮废水，通过探讨ZSB对硝化细菌的吸附固定化效果，比较ZSB和B ZSB对氨氮的吸附动力学，获得B ZSB吸附和生物转化去除氨氮的机理，为氨氮废水的处理新工艺提供前期机理分析。

1材料与方法

1.1分析与表征

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