在我国北方冬季,由于低温下微生物活性被抑制,采用传统生化法的污水处理厂出水氨氮难以稳定达标。吸附法几乎不受温度影响,可保证出水氨氮达标排放,且操作简单、无二次污染,由于吸附出水可直接达标排放,只需处理吸附剂中的氨氮即可,故可减少处理水量。沸石价格便宜、来源广,是常用的吸附剂。由于沸石吸附容量有限,需要对其再生循环利用,其中生物再生法成本低、无二次污染,再生液通过反硝化处理即可达标排放。因此,本课题采用沸石生物固定床（ZBFB）,通过沸石吸附-生物再生-再生液反硝化组合工艺处理低温（6¹0^oC）低浓度氨氮废水。针对沸石生物再生效率低的问题,提出了两级生化反应器串联运行促进氨氮生物转化而提升沸石生物再生效率,探索了最佳处理工艺条件,并对该工艺脱氨氮的机制进行了分析,为实际低温氨氮废水处理提供技术参考和理论基础。成功启动ZBFB后,研究了挂膜后沸石的氨氮吸附特性,发现生物膜对沸石的氨氮吸附容量几乎无影响。在探究进水温度、吸附时长、沸石粒径对铵饱和沸石生物再生的影响时发现:进水温度越低、低温吸附时间越长、沸石粒径越大,沸石再生效率越低。沸石再生阶段,将ZBFB与陶粒曝气生物滤池（CBAF）串联运行可促进沸石生物再生,其再生率是单级ZBFB中沸石生物再生率的2⁵倍。优化吸附段的实验条件后,ZBFB-CBAF中沸石24 h再生率可超过90%。碱度在沸石生物再生过程中既是离子交换剂也是硝化反应基质,对沸石生物再生效果有较大影响。在研究碱度对ZBFB-CBAF中沸石再生效果的影响时发现,以NaHCO₃为碱度,投加量越大,沸石再生率越高;一次投加碱度效果优于分批投加,沸石生物再生过程符合准一级动力学。通过以上研究分析,总结ZBFB-CBAF促进沸石再生的机制可能为:投加碱度后,Na⁺与吸附的NH₄⁺进行离子交换,解吸的NH₄⁺-N被微生物转化成NO₂^--N和NO₃^--N,再生液循环形成溶液与沸石内部的NH₄⁺-N浓度差,进一步促进NH₄⁺-N解吸,且再生液循环过程中CBAF可向ZBFB接种高活性硝化细菌提高氨氮生物转化率,氨氮解吸与生物转化的循环促进了沸石快速再生。优化碱度条件后,ZBFB-CBAF连续运行30个周期处理8^oC氨氮浓度为30³7 mg/L的模拟废水,吸附出水NH₄⁺-N浓度为0.9¹.5 mg/L,沸石24 h再生率为76.0%⁸6.1%。此后,进行ZBFB动态吸附氨氮实验,达到吸附穿透时处理废水体积为填料体积的81倍,沸石的氨氮吸附容量仍较大。将沸石再生液进行反硝化处理,以乙酸钠为碳源,总氮去除率达到98.7%,出水TN<3 mg/L,出水COD为16.4³9.7 mg/L。综上所述,ZBFB吸附—ZBFB-CBAF沸石生物再生—DNSBR再生液反硝化组合工艺可高效处理低温低浓度氨氮废水。