利用天然非金属矿产来进行水处理由于成本较低，无二次污染，逐渐成为当前环保研究的热点之一。
沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的硅铝酸矿物，分子式一般可表示为M2/nO·Al2O3·XSiO2·YH2O，其中n为阳离子的化合价。沸石骨架最基本单元结构是以Si为中心，形成4个顶点有氧配置的SiO4四面体以及Al取代Si并置换成AlO4四面体的结合体。
硅（铝）氧四面体通过桥氧连接，在平面上显示为多种封闭的环状结构，在三维空间上可形成多种形状的规则多面体，并构成沸石相互连接的多维孔穴群或孔道体系。
正因为沸石具备网架状的特殊空间结构和相互连接的孔穴和孔道，使得其比表面积极大（400～800m2/g）。另外，由于沸石构架上的碱和碱土金属离子极易与水溶液中的阳离子发生交换作用，从而使沸石具有良好的吸附、交换性能。由于沸石具备孔隙度高、比表面积大、表面粗糙以及吸附性能良好等特点，可吸附有极性的分子和细菌，对细菌有富集作用。沸石的微孔结构适于微生物生长繁殖，对微生物无毒害，因此沸石是一种理想的生物载体。
1994年首次提出了“生物沸石”的概念，即以沸石作为微生物生长的载体，借助沸石内部富有空穴和孔道的结构特点，通过吸附富集极性分子和细菌，创造微生物生长条件，使沸石表面生长一层生物膜，以同时发挥沸石的吸附性能和生物膜的作用，去除水中的污染物质。
研究表明生物沸石可以改进沸石的水处理特性，使生物、沸石共同起作用。例如用它与混凝沉淀相结合，能高效去除水中氨氮、亚硝酸盐氮、锰、有机物、嗅和味、改善色度等；还能利用沸石表面富集的硝化细菌群，将吸附的多量氨氮转化为硝酸盐氮，从而空出吸附位，达到原位再生的目的。另有研究表明沸石富集水体中的微生物，在充足的溶解氧条件下，微生物在沸石表面形成生物膜，同时沸石自身表面有机物的分解可使以有机物为养料的微生物生长繁殖，使得沸石在一定程度上得以再生，大大延长了生物沸石的使用周期。
生物沸石在生活污水处理中的应用研究
研究了生物沸石床对模拟村镇生活污水中各形态氮及COD等污染物的去除效果。结果表明，生物沸石床对氨氮去除效果明显且稳定，去除率大于95%，对硝酸盐氮的去除则受水力停留时间的影响较大。对生物沸石床去除氨氮的机理分析表明，生物沸石对氨氮的去除主要依靠化学吸附、离子交换以及生物硝化的协同作用，而对硝酸盐氮的去除主要依赖反硝化作用。生物沸石的硝化作用明显，并受溶解氧浓度限制，沸石床中部沸石硝化强度只有表层沸石的1/2，其反硝化能力则随实验条件中碳氮化的不同而变化明显，当ρ（COD）/ρ（TN）=5时，反硝化作用最强，在时间变化规律上，前6h反硝化速率最大。
将生物沸石和悬浮球填料有机组合在一起的新型悬浮球填料应用于污水深度处理中，该填料易于挂膜，且生物相高级、丰富、不易脱落；孔隙率为90%，不易堵塞。该新型填料长有的生物膜致密，沸石内部的孔穴中长有较多的原生物，有利于氨氮的转化。实验表明：填有该新型填料的曝气生物流化床在稳定状态处理城市污水厂二级出水时，出水CODCr质量浓度为10~36mg/L，去除率为48%~81%；出水氨氮质量浓度可以保持不大于2mg/L，去除率不小于89%。出水水质能满足再生水用于循环冷却水的水质要求。
研究结果表明，生物沸石床对氨氮，硝酸盐氮，TN，COD均有不同程度的去除，对氨氮的去除作用尤为明显，最大可达97.07%。
用2个相同的上流生物过滤床处理生活废水，进行中试试验，结果表明，利用沸石作生物滤池的滤料，在高氨氮负荷率时，沸石滤料对氨氮的去除率高于对比组；在低氨氮负荷率时，沸石滤料吸附的氨氮发生了硝化作用，沸石得到了再生，为硝化生物过滤节省费用。由于火电厂一般都远离市区，生活污水需单独处理。现有火电厂生活污水浓度较低，SS，COD，BOD5和氨氮的平均质量浓度分别只有83，77，50，15mg/L，仅有城市生活污水的1/3左右，为将电厂低浓度生活污水处理后回用于循环冷却水，开发了沸石滤料曝气生物滤池(ZBAF)工艺处理电厂低浓度生活污水，结果表明，在温度为12~17℃，停留时间1.4h，气水比4∶1，进水浊度，BOD5，CODCr和氨氮分别为59NTU，30mg/L，81mg/L和16mg/L时，相应的出水指标为3.2NTU，3.2mg/L，14.5mg/L和0.5mg/L，满足再生水用作循环冷却补充水的水质标准。为保证氨氮去除率达到预定值，必须保证反应器有足够的高度或者停留时间。
