1994年首次提出了“生物沸石”的概念。在污水生物處理系統(tǒng)中，沸石既可以做微生物的載體。又通過(guò)離子交換作用吸附氨氮。沸石對(duì)氨氮的吸附和硝化可以同時(shí)在沸石表面發(fā)生用沸石曝氣生物濾池處理氨氮濃度波動(dòng)較大的進(jìn)水時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度較高時(shí)，沸石吸附氨氮；當(dāng)進(jìn)水濃度較低時(shí)．沸石解吸釋放氨氮．而被附著在沸石表面的硝化菌硝化在國(guó)外．對(duì)生物沸石的研究大都集中在離子交換和生物硝化作用去除氨氮的效果上。
研究的生物沸石反應(yīng)器是一個(gè)物理和生物聯(lián)合反應(yīng)器．試驗(yàn)表明。離子交換和生物硝化同時(shí)進(jìn)行．當(dāng)氨氮負(fù)荷大于生物膜的硝化能力時(shí)，氨氮的吸附占據(jù)優(yōu)勢(shì)．但當(dāng)沸石上的硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)時(shí)．吸附的氨氮被釋放及硝化，從而實(shí)現(xiàn)沸石離子交換能力的再生。當(dāng)采用生物濾池處理生活污水時(shí)，進(jìn)水氨氮濃度30mg/L，連續(xù)運(yùn)行10個(gè)月之后，出水氨氮在10mg/L以下．而普通濾料生物濾池的出水氨氮濃度起伏很大最高時(shí)可達(dá)50mg/L嘲。通過(guò)在網(wǎng)狀載體上培養(yǎng)高濃度的富營(yíng)養(yǎng)硝化基質(zhì)．形成一種特殊的生物膜．用硅藻土加以固定做成直徑為1～2nm的小球，沸石被固定在小球中作為銨離子交換劑。當(dāng)氨氮初始濃度為10mg/L和20mg/L時(shí)．離子交換作用和生物硝化作用較弱。但當(dāng)氨氮濃度分別為50mg/L、70mg/L、100mg/L時(shí)．出水中亞硝酸鹽濃度較高，離子交換和硝化作用占據(jù)主導(dǎo)。原因是較高的銨根濃度導(dǎo)致填料球中的沸石發(fā)生更強(qiáng)的離子交換作用。ChungY—C等對(duì)新型0/A(好氧/厭氧)脫氨氮工藝進(jìn)行研究。借助天然沸石在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)提高廢水生物脫氨氮的能力。
試驗(yàn)廢水氨氮含量為300～400mg/L試驗(yàn)結(jié)果表明這種新型0/A工藝可以有效地處理高濃度的氨氮廢水。通過(guò)間歇和連續(xù)試驗(yàn)對(duì)生物沸石脫氨氮過(guò)程的影響因素進(jìn)行了相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)沸石離子交換速率減少25％30％，交換容量保持不變。
離子交換的控制步驟從沸石內(nèi)部的多孔擴(kuò)散轉(zhuǎn)變?yōu)榉惺砻嫔锬ど系哪U(kuò)散。NH+-N在生物膜中和在廢水中的擴(kuò)散速率相當(dāng)在國(guó)內(nèi)。研究主要集中在生物沸石處理微污染水源水、城市二級(jí)出水等低濃度氨氮廢水的小試、中試應(yīng)用上。通過(guò)生物沸石反應(yīng)器處理微污染水的模型試驗(yàn)研究表明生物沸石反應(yīng)器具有和生物活性炭、生物陶粒一樣的性能，對(duì)原水中NH十一N、N02-N、Mn、有機(jī)物、色度、濁度等去除率可分別達(dá)90．4％、93．4％、95％、30％、72％、77％。采用沸石曝氣生物濾池fZBAF)處理生活污水的中試結(jié)果表明，在水力負(fù)荷為2．2m3/(m2．h1時(shí)，該濾池對(duì)C0D、NH+-N和濁度的去除率分別可達(dá)73．9％、88．4％和96．2％，而且NH+_N的去除效果受水力負(fù)荷的影響比C0D和濁度的大利用自行研制的生物沸石濾池處理污染水源水的中試結(jié)果表明．水力負(fù)荷對(duì)NH4+-N、C0Dv~、鐵、錳、濁度的去除都有不同程度的影響。在最佳水力負(fù)荷為3．18m3/(m2．h)時(shí)，NH+-N、C0D濁度的去除率分別為75．2％、31．8％、48．2％。目前已經(jīng)研制出一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新型生物沸石填料．該填料為生物沸石和懸浮球填料有機(jī)組合在一起。與懸浮球填料相比，該填料比表面積增加約24倍．表面粗糙。該新型填料長(zhǎng)有的生物膜致密．沸石內(nèi)部的孔穴中長(zhǎng)有較多的原生物，有利于氨氮的轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)表明，填有該新型填料的曝氣生物流化床在穩(wěn)定狀態(tài)處理城市污水廠二級(jí)出水時(shí)，出水NH+-N去除率不小于89％．出水水質(zhì)能滿(mǎn)足再生水用于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求通過(guò)沸石粒徑對(duì)生物沸石處理效果影響的中試試驗(yàn)，結(jié)果表明：粒徑為2~3ram沸石BAFr曝氣生物濾池1對(duì)生活污水中氨氮的去除率比粒徑為4～5mm的高．而且同一條件下2～3mm濾料的BAF比45mm濾料的硝化強(qiáng)度大39．7％。通過(guò)研究斜發(fā)沸石在有機(jī)物存在條件下廢水中氨氮的去除效果?？芍^傳統(tǒng)的生物法去除廢水中氨氮和有機(jī)物．采用斜發(fā)沸石處理能更好地承受沖擊負(fù)荷．運(yùn)行溫度范圍更廣。
