隨著工農業的迅速發（fā）展，水中的有害物質逐年增多，尤其（qí）是上世紀60年代以來，不少地區的飲用水水（shuǐ）源（yuán）日益惡化，同時，隨著水質分析技術的進步，水源水和飲用水中的微量汙（wū）染物又不斷的被檢測出來，這些，都對飲用水的處理（lǐ）提出了新的（de）、更高的要求。

　　1.微汙染水水源的特點

　　目前飲用水被汙染的（de）特（tè）點有，有（yǒu）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（róng）解氧，直接影響了自來水的色度、濁度等。

　　目前，按對汙染物的去除（chú）途徑的不（bú）同，預處理微汙染水可（kě）以分為氧化法和吸（xī）附法，氧化法又可以分為化學氧化法和生（shēng）物氧化法。生物陶粒作為生物氧化法的一種，由於其對微汙染水的優良的處理效果，近年來，受到（dào）了廣泛的重視。

　　2.陶粒（lì）特點

　　以葉岩陶粒為例，陶粒以葉岩礦土為（wéi）原料，經破碎後，在1200℃左右的高溫下（xià）熔化，膨脹成5～40mm的（de）球狀陶粒，再經破碎後篩（shāi）選而（ér）成。葉岩陶粒外殼（ké）呈暗紅色（sè），表皮堅硬，內（nèi）部為鉛灰（huī）色，多孔質（zhì）輕（qīng）。陶粒表麵粗（cū）糙，不規則，有很多孔徑較大的孔洞，相互之間不連通，由於這種陶粒表麵主要是一些開孔大於0.5μm的孔洞，而細菌的直徑為0.5～1.0μm。因而，陶粒的這種結構對（duì）於微生物而（ér）言是非常有利的。

　　3.生物陶（táo）粒對微（wēi）汙染水的去除效果

　　在（zài）生物陶粒反應器中，溫度（dù）對有機物去除（chú）效果有一定的影響（xiǎng）。一般來講，冬天比夏天的去除率低10%～20%左右。

　　水溫接近10℃時，CODMn的去除率上（shàng）升（shēng）為18%左右，已經同常（cháng）溫下（xià）的去除效果（guǒ）相差不（bú）大。這是因為：一方麵水（shuǐ）溫降低使微生（shēng）物的活（huó）性下降，另一（yī）方麵生物陶粒反（fǎn）應器中的微生物處（chù）於貧營養的環（huán）境中，相對於水中的有機物（wù）而（ér）言，生物陶粒仍然可以***足夠的微生物量（liàng），從而在（zài）一定的低溫範圍內，可以抵（dǐ）消由於（yú）水溫降（jiàng）低使微生物活（huó）性降低（dī）而帶來的***影（yǐng）響。

　　在低溫條件下，溫度對去除效果有（yǒu）明（míng）顯的影響。有實驗表明：當水溫在5℃～10℃時（shí），CODMn的去除率在（zài）11%～23%之間（jiān），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（shì）為什麽在氣溫低的兩個月--12月和1月中（zhōng），生物陶粒的去除效果顯著降低的原因。在（zài）1月（yuè）份和12月份，大部分時間水溫都低於2℃，在此溫度（dù）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（zài）實際運行時，應該注意後續工藝的運行與管（guǎn）理，以保證出水水質。

　　3.12生物陶粒對不同分子量有機物的（de）去除效果

　　生（shēng）物陶粒濾池對不同（tóng）分子量的有機（jī）物，有著（zhe）不（bú）相同的去除（chú）效果，實驗結果表明：生物陶（táo）粒濾池對分子量大於10000的有機物去除效果好，可達到60%以上（shàng）；對分子量在1000～4000之間的有（yǒu）機物（wù），生（shēng）物過濾的去除效果也達到了（le）50%；對分（fèn）子量小於1000的有機物也有一定去除（chú），其去除率在（zài）10%左右；而對於分子量在（zài）4000～10000之間的有機（jī）物，其含（hán）量不（bú）但沒有減少，反而有部分的增加。

　　在生物陶粒濾池中，雖（suī）然（rán）水力停留時間短（duǎn），但生物膜的比表麵（miàn）積較大，胞外聚合物中（zhōng）含（hán）有多聚糖等粘性物質（zhì），可（kě）形成類似化學絮凝的作（zuò）用，對水中大分子有機物具有較強的吸附凝聚能力，使其在反應器中被填料上（shàng）的生物（wù）膜吸附截留，從而對分子量較大的有機物形成較（jiào）好的去除效果。而在生物處理過程中，微生物胞（bāo）外酶能將較大分子有機物分解成較（jiào）小分子（zǐ）有機物，並（bìng）為維持微生物自身生長代謝中的物質和（hé）能量需要，將（jiāng）部分低分子有機物分解成二氧化碳（tàn）和水，因此，中小分子量（liàng）（在1000～4000範圍的分（fèn）子量）有機（jī）物也有較好的去除率。對於分子量在（zài）4000～10000之間的有機物含量有部分的增長的（de）現象，這並不表示生物陶粒濾池對該區間的有機（jī）物沒有去除效果，可能是由於微生（shēng）物把部分分（fèn）子量大於1000有機物分解成為此（cǐ）區間的有（yǒu）機物，從（cóng）而造成了此部分有機物含量的增加。因此生物過濾能去除親水性中小分子以及膠體和大分子（zǐ）有機物。

　　負荷基本不變時，曝氣時間較長，相應的去除率也很高，當停（tíng）留時間很短，也即濾速很高時，基本上隻能起到過濾作用，對有機物的去除率不明顯。而停（tíng）留時間超過1h時，COD去除率（lǜ）並沒有較大提高，由此可知，曝氣區停留時間1h為宜。

　　4.對氨氮的去除效果

　　氨氮的（de）去除，生（shēng）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（jiào）高的去除率。在正（zhèng）常運行時（shí），生物陶粒對氨氮有較好的（de）去除（chú）率。生物陶粒預處理工藝是去除微汙染水源水中氨氮（dàn）的一（yī）種行之（zhī）有效的方法。

　　在低溫條件下，生物陶粒反應器對於（yú）進水中氨氮仍然有較好的去除（chú）效果，即使在接近0℃的極低水溫（wēn）下仍（réng）然具有65%以上的去除率，試（shì）驗期間生（shēng）物陶粒反應器出水（shuǐ）氨氮低於0.5mg/L。

　　4.1 對低溫條件下，生（shēng）物陶粒濾池仍然（rán）具（jù）有較高去除效果的分析。

　　（1）化（huà）能自養硝化菌中，亞硝化杆菌（Nitrosomonas）和亞硝化球（qiú）菌（Nitrosococcus）均適合在（zài）2～40℃範圍內生長，硝化杆菌也適合在5～40℃範圍內生長，因此，對（duì）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（zhǒng）中，假單胞菌占優勢，其中29種（zhǒng）有詳細描（miáo）述的假單細（xì）胞（bāo）菌種，發現有5種可以在4℃或是4℃以下生長，也能在營養物質貧乏的環境中（zhōng）生長繁殖。因此，保證了低溫條件下微生物對氨氮的去除效果。

　　2）由莫（mò）諾得公式可見，在溫度下降時，盡（jìn）管（guǎn）硝化細菌對氨氮的大基質降解速（sù）度隨溫度的下降而減小，即公式中的μmax減（jiǎn）小（xiǎo），但其（qí）飽和（hé）係數Ks也隨溫度的下（xià）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（lì）用速率μ能保持一（yī）定的水平（píng）。同時，硝化細菌的（de）自身（shēn）氧（yǎng）化分解的速率隨溫度的降低而減小（xiǎo），表明（míng）能在較底的水溫條件下利用較小（xiǎo）的能量進行生長和繁殖。

　　3）根據MaCarty等（děng）人的研究，要維持生物膜的穩態運行，則須保持水中的有（yǒu）機物（wù）有一（yī）個小濃（nóng）度Smin，在溫度低（dī）時，出水氨氮的低（dī）濃度也較低，而在溫度上升後，出水氨氮的低（dī）濃度也隨之上升。因此，在低溫條件下，生物陶粒濾池也能保持（chí）較高的去除率。

　　5.對（duì）濁度的處理效果

　　水（shuǐ）中形（xíng）成濁度的因素較多，泥沙、懸（xuán）浮（fú）物、管道等的二次汙染、膠（jiāo）體、微生物群落以及（jí）一部分（fèn）有機（jī）物都可以（yǐ）產生濁度。生物陶粒濾池對濁度（dù）有良好的去除效（xiào）果，去除率基本維持在70%～90%之間，受水溫的影響較小。