根据采用常规方法粉煤灰合成沸石(ZFAs)处理四堡和七格污水处理厂二沉池出水的调研结果，ZFAs对低N、P浓度的二沉池出水的处理效果不佳。因为粉煤灰自身活性Si、Al不足以及含有影响沸石形成的金属成分等缺陷，仅仅应用传统碱热合成法由粉煤灰合成沸石是不够的。本论文从酸预处理，添加硅藻土或偏高岭土以及Al改性后处理三个方面，优化粉煤灰合成沸石材料的脱氮除磷能力，以期为提升粉煤灰合成沸石的附加值，尤其是为处理低氮磷浓度废水（市政污水二沉池出水、微污染富营养化水体）提供一种优良的吸附材料。
　　 本研究以四种分别来源于浙江杭州、浙江北仑、浙江长兴和河南开封火电厂的粉煤灰为原材料，基于前人研究的粉煤灰合成沸石最优条件的基础上，所得结论总结如下:
　　 四种粉煤灰经酸预处理后，影响沸石形成的Fe氧化物显著减少，Si/Al比适中的FA3和FA4合成Na-P1沸石的产量明显增加。酸洗预处理使原始粉煤灰变得粗糙、产生孔洞，沸石晶体在不规则的酸预处理粉煤灰颗粒表面呈杂乱无序排列。模拟处理低N、P浓度废水，酸洗预处理粉煤灰合成沸石Z-PFA1、Z-PFA3、Z-PFA4对氨氮的去除能力成倍增加，对氨氮的去除率高达79.61％～91.19％，大大高于ZFA1、ZFA3、ZFA4的氨氮去除率18.02％～43.94％。Z-PFA2和Z-PFA4对溶解磷去除率显著高于ZFA2和ZFA4，但对ZFA1和ZFA3的P去除能力无改善作用。对Fe2O3含量高的粉煤灰（如FA4∶Fe2O3含量21.1％）适合采用酸预处理手段改善粉煤灰合成沸石的同步脱氮除磷能力。
　　 添加硅藻土后，可以促进粉煤灰中Al成分的充分利用，然而对Si的利用程度是有限的，有利于Na-P1沸石的形成，但过多的添加硅藻土并无作用。在粉煤灰中添加硅藻土对低浓度氨氮废水中的N去除效率的比未添加的明显提高，添加硅藻土系列粉煤灰合成产物对氨氮（NH4+浓度0～60mg/L）的去除率均在50％以上，甚至高达80％。但对P的去除效率提升的效果较N的略差，没有显著改善作用，甚至还会产生负影响（如FA1）。综合考虑产物同步脱氮除磷能力的提升，对粉煤灰FA2、FA3、FA4，添加硅藻土至Si/Al为2.5时较为适宜，而对Si/Al较低的粉煤灰FA1（Si/Al比0.54）添加硅藻土的作用也不大。
　　 在粉煤灰FA1中偏高岭土参量为20％和30％时Na-P1沸石峰增强，在粉煤灰FA2、FA3、FA4中不同偏高岭土参量下Na-P1沸石峰强度均增强。添加偏高岭土后，产物形态发生变化，沸石颗粒排列杂乱无章。在粉煤灰合成沸石反应中添加偏高岭土能够显著改善产物的去除N的能力，固体产物的单位氨氮吸附量均增加了1～2倍，但对P的去除率的提升并无显著作用，除FA2外，在较高PO43-浓度下(≥2mg/L)，单位P吸附量和P去除率显著增加。综合考虑产物同步脱氮除磷能力的提升，大部分粉煤灰合成沸石并不适合采用添加偏高岭土的方法，对于Si/Al较高的粉煤灰（如FA2∶Si/Al比为1.82）可以考虑以5％参量偏高岭土来改善其同步脱氮除磷能力。
　　 选取0.5mol/L的Al盐溶液对粉煤灰沸石改性，粉煤灰沸石ZFA2、ZFA3、ZFA4经过Al改性后N去除率成倍地增加。Al改性能显著提高材料在低P浓度废水的P去除效率，在PO43-浓度0～12mg/L下，P去除率接近99％。综合考虑材料的同步脱氮除磷能力的提升，对ZFA2、ZFA3、ZFA4适合采用Al改性手段，但是对ZFAl不适合进行Al改性。
关键词：粉煤友  沸石  酸预处理  硅藻土  偏高岭土  低氮磷浓度废水  脱氮除磷