隨著工農業的（de）迅速（sù）發展，水中的（de）有害物質（zhì）逐年增多，尤其（qí）是上世紀60年代以來，不少地區（qū）的飲用水水（shuǐ）源日益惡化（huà），同時，隨著水質分析（xī）技術（shù）的（de）進步，水源水（shuǐ）和飲（yǐn）用水中的微量汙染（rǎn）物又不（bú）斷的被檢測出來（lái），這些，都對飲用水的處理提出了新（xīn）的、更高的要求。

　　1.微汙染水水源的特點（diǎn）

　　目前飲用水被汙染的特點有，有機物的含量高，氨氮的含量高，而水中的氨氮等耗氧物質大量消耗水中的溶解氧，直接影響了自（zì）來水的色度、濁度等。

　　目前，按對汙染物的去除途徑（jìng）的不同，預處理微汙染水可以分為氧化法和吸附法（fǎ），氧（yǎng）化（huà）法又可以分為化學氧化法和生物氧化法。生物陶粒作（zuò）為生（shēng）物氧化法的一種，由於（yú）其（qí）對微汙（wū）染水的優良的（de）處理效果，近年來，受到（dào）了廣泛的重視（shì）。

　　2.陶（táo）粒特（tè）點（diǎn）

　　以葉（yè）岩陶粒為例，陶粒以葉岩礦土為原料，經破碎後，在1200℃左右的高溫下熔化，膨脹成5～40mm的球狀陶粒，再經破碎後篩選而成。葉岩陶粒外殼呈（chéng）暗紅色，表皮堅硬，內部為鉛灰色，多孔質輕。陶粒表麵（miàn）粗糙，不規則，有很多孔徑較大的孔洞，相互之間不連通，由於這種（zhǒng）陶粒表麵主要是一些開孔（kǒng）大於0.5μm的孔洞，而細菌的直徑為0.5～1.0μm。因（yīn）而，陶粒的這種結構對於（yú）微生物而言是（shì）非常有利的。

　　3.生物陶粒對（duì）微汙染水的去除效果

　　在生（shēng）物陶粒反應器中，溫度對有機物（wù）去除效果有一定的影（yǐng）響。一般來講，冬（dōng）天比夏天的去除率低10%～20%左右。

　　水溫接近10℃時，CODMn的去除率（lǜ）上升為（wéi）18%左右，已經同常溫下的（de）去除效果（guǒ）相差不大。這是因為：一方麵水溫降低使（shǐ）微生物的活性（xìng）下降，另一方麵生物陶粒反應器中的微生物處於貧營養的環境中，相對於（yú）水中的有機物而言，生物陶粒仍然可以***足夠的微生物（wù）量，從（cóng）而在一定的低溫範圍內，可以抵消由於水（shuǐ）溫降（jiàng）低使微生物活性降低而帶來（lái）的***影響。

　　在低溫條件（jiàn）下，溫度對去除效果有明顯的影響。有實驗表明：當水溫在5℃～10℃時，CODMn的去除率在11%～23%之間，水溫低於5℃時，CODMn的去除率在5%～12%之間；在接近0℃時，CODMn的去除率僅在6%左右。這也是為什（shí）麽在氣溫低的兩個月--12月和1月中，生物陶粒的去除效（xiào）果顯著降低的原因。在1月（yuè）份和12月份，大部分時間水溫都低於2℃，在此溫度下，微生物的活性進一步降低，而且生物陶粒係統中微生物量也有所下降。

　　因此，在實（shí）際運行時（shí），應該注意後續工藝的運行（háng）與管理，以保證出水水質。

　　3.12生物陶粒對不（bú）同分子量有機物的去除效果（guǒ）

　　生物陶（táo）粒濾池對不同分子量（liàng）的有機（jī）物，有著不相同的去除效果，實驗結果表明（míng）：生物陶粒濾池對分子量大於10000的有機物（wù）去除效果好，可達到60%以上；對分子量在1000～4000之間的有機物，生物過濾的去（qù）除效果也達到了50%；對分子量小於1000的有機物也有一定去除，其去除率在10%左右；而對於分（fèn）子量在4000～10000之間的有機物，其含量不但沒有（yǒu）減少，反而有部分的增加。

　　在生物（wù）陶粒濾池中，雖然水力停留時間短，但生物膜的比（bǐ）表麵積較大，胞外（wài）聚合物中（zhōng）含有多聚糖等粘性物（wù）質，可形（xíng）成類似化學絮凝的作用，對（duì）水中大分子有機物具（jù）有較強的吸（xī）附凝聚能（néng）力，使其在（zài）反（fǎn）應器（qì）中被填料上（shàng）的（de）生物膜吸附截留，從而對分子量較大的有機物（wù）形（xíng）成較好的去除效果。而在生物處理（lǐ）過（guò）程中（zhōng），微（wēi）生物胞外酶能將較（jiào）大分子（zǐ）有機物分解成較小分（fèn）子有機物，並為維持微生物自身（shēn）生長代謝中的物質（zhì）和能量需（xū）要，將部分低（dī）分子有機物分解成二氧化碳和水（shuǐ），因（yīn）此，中小分子量（在1000～4000範圍（wéi）的分子（zǐ）量（liàng））有機（jī）物也有較（jiào）好的去除率。對於（yú）分子量在4000～10000之（zhī）間的有機物含量有部分的增長的現象，這並不表（biǎo）示（shì）生物陶（táo）粒濾池對該區間的有（yǒu）機物（wù）沒有去除效果，可能是由（yóu）於微生物把部分分子量大於1000有機物分解成為此區（qū）間的有機物，從而造成了此部分有機物（wù）含量（liàng）的增加。因（yīn）此生物過濾（lǜ）能去除親水（shuǐ）性中小分子以及膠（jiāo）體和大分（fèn）子有機物。

　　負荷基本不變時，曝氣時間較長，相應的（de）去除率也很高，當停留時間很短，也即濾速很高（gāo）時（shí），基本上隻能起到過濾作（zuò）用，對有機物的去除率不明顯。而（ér）停留（liú）時（shí）間（jiān）超過（guò）1h時，COD去除率並（bìng）沒有較大提高，由此可知，曝氣區停留時間1h為宜。

　　4.對（duì）氨氮的去除效果

　　氨氮的去除，生物陶粒濾池作為飲用水源水的預處理，常溫下對氨氮的去除率可以達到80%以上，即使在低溫條件下（0～14℃）時，也有較高的去除率。在正常運行時，生物陶（táo）粒對氨氮有較好的去除率。生（shēng）物陶粒預處理工藝（yì）是去除微汙（wū）染水源水中氨氮的一種行之有效（xiào）的方法。

　　在低溫條件下，生物陶粒反應器對於進水中氨氮仍然有（yǒu）較好的去除效果（guǒ），即使（shǐ）在接（jiē）近0℃的極低水溫下仍然具有65%以上的去除率，試驗期間生物陶粒反應器出（chū）水氨氮低於0.5mg/L。

　　4.1 對低溫條件下，生物（wù）陶粒濾池仍然具有較高去除效果的分析。

　　（1）化能自養硝化菌中，亞硝化杆菌（Nitrosomonas）和亞硝化（huà）球菌（Nitrosococcus）均適合在2～40℃範圍內生長，硝化杆菌也適合在5～40℃範圍（wéi）內（nèi）生長，因此，對溫度有一定的適應性，而在低溫條件下（<5℃）生物陶粒濾池（chí）中分（fèn）離出來的優勢菌種中，假單胞菌占（zhàn）優勢，其中29種有詳細描述的假單細胞菌種，發現有5種可以在4℃或是4℃以下生長，也能（néng）在營養（yǎng）物質貧乏的環境中生長（zhǎng）繁殖。因此，保（bǎo）證了低溫條件下微生（shēng）物對氨氮的去除效果。

　　2）由莫諾得（dé）公（gōng）式可見，在（zài）溫度下降時，盡管硝化細（xì）菌對氨氮的大基質降解速度隨溫度的下降而減小（xiǎo），即公式中的μmax減（jiǎn）小，但其飽和係數（shù）Ks也隨溫度的下降而下降。因此，硝化細菌對氨氮的親和力達到了加強，硝化細菌對基質的利用速（sù）率μ能保持一定的水平。同時，硝化（huà）細菌的自身氧化分解的速率（lǜ）隨（suí）溫度的降低而減小，表明能在較底的水溫條件下利用較小的能量（liàng）進行生長和繁殖。

　　3）根據MaCarty等人的研究，要維持生物膜（mó）的（de）穩態運（yùn）行（háng），則須保持水中的有機物有一個小（xiǎo）濃（nóng）度Smin，在溫度低時，出水氨氮的低濃度也較低（dī），而在溫度上升後，出水氨氮的低濃度也隨之上升。因此，在低溫條件（jiàn）下，生物陶粒濾池也能保持較高的去除率。

　　5.對濁（zhuó）度的處理效果

　　水中形成濁度的因素較多，泥沙、懸浮物、管道（dào）等的二次汙染、膠體、微生（shēng）物群落以及一部分有（yǒu）機物都可以產生濁度。生物陶粒濾池對濁度有良好的去除效果，去除率基本維持在70%～90%之間，受水溫的影響（xiǎng）較小。