1生物活性滤池净化机理　　常规过滤器以除去水中的悬浮物、胶体颗粒物居多，对不受污染源水中溶解性有机物则无法有效地除去。　　生物过滤器是一种将常规过滤器、颗粒活性炭导电与生物膜水解技术融合在一起的新型过滤器工艺。使用生物活性滤池替换常规滤池，不必须减少多少投资，只需对现有的常规过滤器必要加以改进(如替换滤料、培育生物膜、转变实消毒方法和用含氯水展开反冲洗等)才可超过除去水中漂浮颗粒和微量有机物的双重目的。

　　生物活性滤池的处理过程包括了物理化学、生物化学和水力学等诸多过程。这种处置技术是利用生物滤料极大的比表面积和大量微孔的导电截污起到，以及滤料表面构成的一层生物膜的生物降解起到来已完成除去污染物的功能。生物膜上的微生物主要是一些好氧贫营养性微生物，这些微生物的特点是能利用各种化合物，产生对新陈代谢产物具备低亲和力的转移酶，呼吸速率较低，能在有机物浓度极低的环境下较慢生长交配。

源水在与生物膜认识时，通过微生物的新陈代谢活动和生物絮凝、导电等综合起到，使源水中的氨氮、有机物、铁和锰等渐渐被水解和转化成，超过净化水质的目的。　　Strattion等人对贫养微生物利用痕量有机物机理做到了研究，明确提出了第二级利用理论，指出如果有一种基质需要获取保持细胞生长的碳源和能源，即使浓度高于Smin大于基质浓度)的化合物也能被微生物水解和利用。

第二级利用理论为生物活性滤池对水中微量甚至是痕量有机物的除去获取了扎实的理论基础。　　2影响生物活性滤池的因素　　影响生物活性滤池的主要因素有：实水解、滤料介质、EBCT、反冲洗以及絮体和颗粒的性质等。　　2.1实水解　　实水解对掌控源水中的病原微生物、细菌总数起着关键的起到，还能使容易生物降解的有机物水解分解成为微生物不易水解的有机物。因此，对微污染源水展开实水解处置是有益的。

实氧化剂的自由选择和投加量的多少要根据源水不受污染情况、生物滤池的运营情况及实际必须而以定。目前国内外常用的预氧化剂有Cl2、O3及KMnO4等。　　①Cl2特Cl2实水解主要目的是毁坏水中胶体、水解有机物为无机物或小分子有机物以提高混凝效果，杀掉源水中大部分细菌，从而超过净化源水的目的。

　　但是，现有的预氯化工艺使处置后的入水有色、味。此外，水中的部分有机物(如腐殖酸和富里酸)能在加氯时产生三氯甲烷和卤乙酸，这些物质被证实为致癌物质。

水中余氯的不存在还不易使先前生物活性炭导电容量过早地经常出现饱和状态。因此，若源水中THMs及HAAs的前体物(如腐殖酸和富里酸)含量较高，就不应在混凝溶解之前实氯化，应付现有的预加氯工艺展开改良或搭配其他的预氧化剂。

　　②O3O3是一种强氧化剂，具备很好的水解消毒能力。国外许多发达国家已采行O3水解替换氯水解，O3能有效地除去色、嗅，O3本身无残留、无毒害，还可以通过O3的投加补足水中溶解氧。此外，预加O3可有效地除去原水中所含的THMs类有机母体，在致突变活性方面Ames试验一般来说为阴性。

　　O3实水解使水中AOC(可同化有机碳)减少，造成水的生物稳定性变差。但是其先前的生物活性滤池可解决问题此问题，能有效地减少AOC值，嗅、味、浊度全面减少，施展水生物稳定性深感提升。　　③KMnO4KMnO4用作除去水中的臭味和色度，对诱导藻类的生长有特效。

KMnO4能较好地除去污染水源中有机污染物和致突变物质，KMnO4实水解还有很好的助凝起到，可以代替实氯化，有效地掌控三卤甲烷生成量。　　高锰酸钾的投加，可使得水中Mn2+减少，减少入水的色度，在操作者中不应根据实际情况加以控制。　　2.2滤料介质　　滤料的自由选择是生物活性滤池的一个中心问题。

近年来，国内外研究得最少的几种单层滤料有颗粒活性炭(GAC)、石英砂、无烟煤和陶粒等，双层滤料有GAC石英砂和无烟煤石英砂等。　　颗粒活性炭内部具备繁盛的空隙结构和极大的比表面积，具备强劲的导电性能，同时也为微生物获取了理想的栖息地。颗粒活性炭上吸附的生物膜量是无烟煤、石英砂滤料的4-8倍。

Kurosawa等人的研究指出，低温下GAC滤池对氨氮的去除率完全不不受影响，并对AOC能维持80%以上的去除率。　　石英砂与无烟煤皆为常规滤料，曾普遍应用于常规滤池，它们也可作为生物活性滤池滤料，作为生物膜载体，以石英砂和无烟煤为滤料的生物活性滤池在适合温度条件下去除有机物、氨氮效果较好。

　　陶粒也可作为生物活性滤池滤料，陶粒生物活性滤池除去浊度、氨氮效果很好，井能较好地除去铁、SS、细菌等，对色度也有一定的除去效果。　　活性炭用作生物活性滤池效果虽好，但由于其价格偏高，因此国外许多研究者尝试对GAC石英砂双层滤料的研究，并获得了理想的效果。

据报导，GAC石英砂滤池对AOC和TOC(总有机碳)的除去串只额大于GAC深床滤池，入水浊度平均0.1ntu。而运用GAC石英砂双层滤料更加经济、简单，也便于在现有的传统砂滤池的基础上展开改良。

Mark等人的研究找到GAC石英砂滤池比无烟煤石英砂滤池在除去有机物方面极具优势，两种滤池对AOC、TOC的去除率前者分别为86%和15%，后者分别为75%和26%。　　2.3空床认识时间(EBCT)　　EBCT同滤速、水力负荷、水头损失呈圆形负相关关系，是影响生物活性滤池去除率的一个很最重要的因素。在适合的EBCT内，生物滤池对有机物的除去效率是随着EBCT的减少而提升的，Sontheimer等人研究指出，EBCT是影响DOC(溶解性有机碳)除去串的很最重要因素：当EBCT从5min减少至20min，适当的DOC去除率从21%减少至41%。

　　有所不同有机物的除去对EBCT的拒绝也有所不同，不易生物降解的有机物的除去不受EBCT的影响较小(如臭氧水解副产物OBPs)，较慢水解有机物的除去不受EBCT的影响较小(如加氯消毒副产物前体物)。Prevost等人的研究指出，生物活性滤池2rain内可除去62%90%的AOC，90%以上的BDOC(可生物降解溶解性有机碳)则需在1020min之内除去。　　过大的EBCT不会使微生物的营养供给严重不足，造成微生物展开内源排便，生物膜更加更容易老化破损。运营较好的生物活性滤池EBCT的设计标准一般为15min-20min。

　　2.4鼓吹冲洗　　滤池中导电囤积的颗粒物和絮体会对滤池除去效率产生影响，积泥易使滤池阻塞，所以生物活性滤池要定期展开反冲洗。　　反冲洗对生物滤池的影响主要是所指对生物膜的影响。用不加氯水鼓吹冲洗对生物膜量若无影响目前不存在争议。根据笔者的试验研究，不加氯水鼓吹冲洗对生物膜总量是有一定影响的(通过磷脂分析法测量)。

有可能是老化的生物膜破损所致，由此可见，反冲洗可以促成生物膜改版。因此，应当掌控反冲洗的强度和频率，使其既能冲出积泥，又能让生物膜保持良好的活性，还必需确保有一定数量的硝化菌以保持滤池对氨氮的除去起到。

气水鼓吹冲洗一般来说可以超过较好的冲洗效果。　　加氯反冲洗对生物膜量的增加是显著的，氯对微生物有水解丧命起到，不会造成滤池对BOM(可生物降解有机物)去除率上升。

　　运营较好的生物滤池必须较好的管理，因此由于反冲洗而引发生物膜的损失应当受到掌控，才能确保生物滤池的处置效率。生物活性滤池合适用不加氯水展开反冲洗。

　　2.5絮体和颗粒　　对源水展开混凝处置后产生的絮体和颗粒转入滤池不会集中于非常一部分的滤料表面积，使微生物同可吸收利用有机物之间的实际认识面积大大减少，另外，由于混凝剂的投加带给的铝盐、铁盐也不会诱导微生物的活性。因此絮体和颗粒不会妨碍滤池对有机物的除去。　　絮体和颗粒过多不易使滤池再次发生阻塞，也使得水头损失快速增长减缓，直接影响到滤池的过滤器周期和入水浊度。

通过提高混凝溶解效果可以掌控筛前水中的絮体和颗粒物。　　2.6其他的影响因素　　除以上的影响因素外，源水水质、溶解氧、重金属等因素对生物活性滤池也有一定的影响。　　源水水质主要是指水的可生化程度。

可生化程度越高，适当的有机物去除率也就越高。　　硝化反应必需有充足的溶解氧，由此看来沉淀是除去氨氮的一个最重要条件，实际操作中应该确保滤池内溶解氧充裕。　　重金属过多不会对微生物起着诱导甚至丧命起到因此对重金属含量较高的源水必需展开预处理。

　　3生物活性滤池的发展与未来发展　　自19世纪60年代，国外开始运用生物过滤器工艺;80年代初期，美国人对生物过滤器基础理论的研究早已获得了阶段性的成果。如明确提出了贫养微生物理论、大于基质浓度理论、第二级利用理论等;到90年代末，他们对影响生物活性滤池的各种因素的实地考察早已较为全面，并从AOC、DOC、BDOC等先进设备检测指标角度对处置水中有机物的效果展开评价，至今已获得了较小进展，研究指出：生物活性滤池对TOC的去除率在5%75%之间，对DOC的去除率在13%41%之间，对AOC的去除率完全平均100%。

　　最近几年，国内有李德生等人对生物活性滤池展开了研究，其结果表明：生物活性滤池对氨氮、亚硝酸盐氮皆有较高的除去效果，其中氨氮的去除率为76%87%，亚硝酸盐的去除率为76.9%90.6%。杨开等人对颗粒活性炭(GAC)石英砂双层滤料的生物活性滤池的研究也指出在未氯化或实水解的条件下，此种滤池对有机物和氨氮的去除率也是明显的。

此外，李亚新等人也做到了与之内容类似于的研究。　　生物活性滤池比传统滤池具备优越性，又不减少任何新的设施，便于在传统的滤池基础上展开改建，运营费用也很低。生物活性滤池对于我国经济实力还较为脆弱、许多供水企业既无资金也无改建场地的现状来说具有相当可观的应用于前景。　　生物活性滤池要在实践中大规模推广应用不应在今后的工作中对以下问题做到更加了解的研究：　　①入水仅次于BOM浓度和滤池反冲洗标准对生物活性滤池的设计与操作者十分最重要。

　　②较慢生物降解有机物的除去机理与条件，因为这些物质有可能与配水管网细菌的再行生长有关。　　③源水中的多种污染物(如氨氮、铁、锰)并存对有机物去除率的影响。

　　④滤池内微生物生长因素(如基质浓度、营养条件)和微生物产物的构成条件及因素。

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