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氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，当氨氮浓度超过50mg/L时，会抑制自然硝化，引起水体缺氧，降低水体自净能力。近年来，制革废水中氨氮的处理逐渐引起人们的重视，新出台的制革毛皮行业污水排放标准对氨氮的排放指标做出限制，从而使对制革废水中氨氮去除的研究更为迫切。
作为一种新型的生物载体，沸石能够形成生物沸石，应用于水处理领域，不仅能发挥沸石的吸附性能和沸石载体上的微生物作用，同时，沸石载体上富集的微生物能使沸石不断得到生物再生，加强生物脱氨氮系统的性能和效率。生物沸石脱氨氮技术在微污染水源水、城市污水厂二级出水等低浓度氨氮处理方面有较广泛的应用，而在制革废水氨氮处理的应用方面报道很少。本论文对生物沸石处理制革废水中的氨氮进行了一系列的研究。
(1)沸石生物再生静态试验结果表明，不同条件下新鲜沸石和吸附氨饱和沸石，均能成为微生物附着生长的载体，沸石表面均长有生物膜，各类沸石上生物量比较相近，为55.3～63.2g/kg沸石。相同粒径沸石，饱和沸石上的生物量比新鲜沸石上的要高；对于不同粒径的沸石，粒径大的沸石生物量略高。新鲜沸石条件下，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮呈现较大的波动，可以推测生物硝化作用不稳定，而吸附氨饱和沸石条件下，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度呈现平稳的增长趋势，可能因为吸附氨饱和沸石氨氮的解吸过程较为稳定，因此可以发挥较为稳定的生物硝化反应。
(2)设计制作出的反应器首先进行了沸石柱挂膜试验，结果表明，在水温较低，碳源不足等条件下，生物沸石表现出较为稳定的处理效果，在COD为388mg/L，N为186mg/L,DO为2～3mg/L，沸石粒径为3～5mm，滤速为12L/d的条件下，生物沸石对氨氮、COD去除率分别达80％和70％以上。
(3)在生物膜成熟后正常运行条件下，改变进水方式和水力停留时间，试验结果表明，上向流进水对污染物去除效果要好于下向流进水，上向流COD去除率最高达85％，氨氮去除率接近95％，出水氨氮浓度低于15mg/L：活性污泥和生物沸石对COD均具有较好的去除效果，去除率均高于70％，生物沸石对氨氮的去除率高于75％。当水力停留时间为10h时，氨氮去除率达到92％，生物沸石对实际制革废水氨氮去除率为84.3％。
(4)根据本试验结果分析生物沸石脱氨氮的机理为：挂膜启动阶段，生物沸石对氨氮的去除在初期以离子交换作用为主，中后期以离子交换作用和硝化作用的协同作用为主。在正常运行条件下，生物沸石对氨氮的去除以离子交换作用为主，上向流进水条件下的平均离子交换去除率为76.15％，而下向流则明显强化了硝化作用，平均硝化反应去除率为25.29％。生物沸石的吸附作用与生物作用是相互促进的关系，生物作用可直接或间接地使沸石得到再生，生物沸石柱可看作一种组合了离子交换-同步硝化/反硝化作用的生物膜反应器。