1.氮素污染的危害：
        近年來,隨著工農業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大和人們生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，業(yè)已成為環(huán)境的嚴重污染源而引起各界的關注。氮素污染的危害極大，表現在[1,2,3]：（1）造成水體的“富營養(yǎng)化”，致使藻類毒素通過食物鏈使人中毒。（2）在一般條件下,廢水中所含的有機氮會轉化成氨。而氨的氧化,將導致水體中溶解氧濃度降低，使水體缺氧，從而引起魚類大量死亡，造成水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂；（3）與氯氣作用生成氯胺，妨礙氯化消毒，增加市政給水處理成本。（4）氨轉化為硝酸，又可由飲用水而誘發(fā)嬰兒的高鐵血紅蛋白癥；硝酸鹽進一步轉化為亞硝胺則具有嚴重的“三致”作用，直接威脅著人類的健康。所以，經濟有效地控制氮素污染已成為當今環(huán)境工作者所面臨的重大科研課題。
        2.城市污水除氮方法：
        城市污水除氮方法分為物理化學方法與生物處理方法兩種[4]。
        物化法操作彈性大、效率高、投資省、占地小，但運行費用或藥劑費用較高，且易產生二次污染；生物法脫氮的形式多種多樣，經濟、且無二次污染，具有很大潛力[5]。其中，生物法中的SBR（）由于有很多獨到之處而收到人們的重視。其可以通過限制曝氣或半限制曝氣等運行方式在時間上實現缺氧／好氧的組合，并對每一部分的時間比例作合適的控制，以達到脫氮的目的[9]。與其他工藝相比，SBR工藝具有處理構筑物少，調節(jié)功能好，對水質、水量的變化具有一定的適應性，且不宜產生污泥膨脹的優(yōu)點[6]，其TN的去除率可以達到90%以上[7]。
        3.選題目的、意義以及研究路線確定
        (1)選題的目的和意義：
        2003年7月1日，國家執(zhí)行了新的污水排放標準，規(guī)定氨氮濃度不得超過12mg/L，而現行的廢水處理工藝很難達到此要求。尤其是在冬季低溫和氨氮濃度較高的情況下，出水總氮和氨氮濃度更難達到排放標準。為改善冬季低溫和高濃度氨氮條件下的生物脫氮效果，可采用吸附法來強化生物脫氮。我國具有豐富的沸石礦產資源，其不但具有良好的吸附性能，而且價格低廉，已被廣泛應用于工農業(yè)及環(huán)境保護領域。本選題擬采用沸石來強化SBR的生物脫氮功能。
        (2)研究路線的確定：
        本選題利用天然沸石的良好吸附性能，將沸石與SBR工藝結合起來，強化SBR工藝生物脫氮的效果。
        本試驗工藝流程：污水→初沉池→曝氣池（SBR反應器）→出水
        二、沸石強化SBR生物脫氮研究
        1.沸石吸附原理
        沸石是一種含水的堿或堿金屬架狀鋁硅酸鹽礦物[17～21]，其礦物結構是硅氧（SiO4）四面體和鋁氧（AlO4）四面體按一定的規(guī)律排列成具有籠狀的骨架，具有很多大小均一的孔穴和通道。在孔穴和通道中存在許多沸石水，經加熱其中水分可逸去，失水后的沸石，形成一個內表面很多的孔穴，其結構很像是疏松多孔的海綿體，具有很強的吸附性，可吸附大量的其它分子（如NH3、CO2、H2S等），填充沸石水的空缺，并保有很高強度。
        沸石孔穴、通道大小均勻、固定，小于其直徑的物質能被吸附，大于其直徑的物質則不被吸附，從而對分子起著篩選作用。沸石能作吸附劑，主要靠它表面具有強大的包容力，而且還有較大的靜電力。因沸石晶格孔穴中分布有陽離子，同時部分格架氧也具有負電荷，從而在離子周圍形成了強大電場，故其吸附力特別強大。由于其吸附力的強大，對銨離子能有選擇地吸收交換。
        沸石對于各種離子的選擇交換順序如下：
        Cs+>Rb+>K+>NH4+>Sr2+>Na+>Ca2+>Fe3+>Al3+>Mg2+>Li+
        所以，當沸石用于氨氮的去除時，影響最大的為K+[22]。由于城市污水中一般K+含量并不高，故沸石對氨離子有較高的選擇性[23]。
        2.試驗裝置與工藝運行參數
        （1）試驗材料：
        本試驗所用沸石為浙江縉云出產的400目天然沸石粉；試驗用水為實驗室制備的蒸餾水和超純水、屏風泵站生活污水；污泥取自桂林市七里店污水廠氧化溝。
        （2）試驗裝置
        試驗裝置（小試）為三組并聯運行的SBR池，單池尺寸，各設磁力攪拌器1臺。
        （3）試驗設計：試驗研究分三組、四個工況進行，如下
        A組（反應器1）：對比組，研究SBR工藝對城市污水的脫氮效果。
        B組（反應器2）：SBR＋沸石（組合工藝），研究沸石對中低濃度氨氮的脫氮效果。
        C組（反應器3）：SBR＋沸石（組合工藝），研究沸石對中高濃度氨氮的脫氮效果。
        B組和C組的沸石投加量均為3g/L（以105℃下烘干4h以上的沸石重量計）。
        試驗研究共進行了未反硝化、投小蘇打、反硝化、減少曝氣量四個工況。各工況運行條件如下：
        （4）工藝運行參數：每天運行兩個周期，每組每周期處理2.5升污水；進水0.5h、反硝化１h、曝氣7.5h、沉淀和排水2h、閑置１h；泥齡：20d；每天排泥一次。