隨著工農（nóng）業的迅速發展，水中（zhōng）的有害物質逐（zhú）年增多，尤其是上世紀60年代以來，不少地區的飲（yǐn）用水水源日益惡化，同時，隨著水（shuǐ）質分析技術的進步，水源水和飲用水中的微量汙染物又不（bú）斷的被檢測（cè）出來，這些，都對飲用水的處理提出了新的、更高的要求。

　　1.微汙染水水源的特點

　　目前飲用（yòng）水被汙染的（de）特點有，有機物的含（hán）量高，氨氮的含量高，而水（shuǐ）中的氨氮等耗氧物（wù）質大量消耗水中的溶解氧，直接影響了自來水的色度、濁（zhuó）度等。

　　目前（qián），按對（duì）汙（wū）染物的去除途徑（jìng）的不同（tóng），預處理微汙（wū）染水可以分為氧化法（fǎ）和吸附法，氧化法又可以分為（wéi）化學氧化法（fǎ）和生物氧化法。生物陶粒作為生（shēng）物氧化（huà）法的一種，由於其（qí）對（duì）微汙染水的優（yōu）良的處理（lǐ）效果，近年來，受到了（le）廣泛的（de）重視。

　　2.陶粒特點

　　以葉岩陶粒為例，陶粒以葉岩礦土（tǔ）為原料，經破碎後，在1200℃左右的高溫下熔（róng）化，膨脹成5～40mm的球狀陶（táo）粒（lì），再經破碎後篩選而成。葉岩陶粒外殼呈暗紅色，表皮堅（jiān）硬，內（nèi）部為（wéi）鉛（qiān）灰色（sè），多孔質輕。陶粒表麵粗糙，不規則，有很多孔徑較大的孔洞，相互之間（jiān）不連通，由於這種陶（táo）粒（lì）表（biǎo）麵主要是一些開孔大於0.5μm的孔洞，而細（xì）菌的直徑為0.5～1.0μm。因而，陶粒的這種結（jié）構（gòu）對於微生物而言是非常有利的。

　　3.生物陶粒對微汙染水的去除（chú）效果

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

　　水溫接近10℃時，CODMn的去除率上升為18%左右，已經（jīng）同常溫下的去除（chú）效果（guǒ）相（xiàng）差不（bú）大。這（zhè）是因為：一方麵水溫降（jiàng）低使微生物的活性（xìng）下降，另一方麵（miàn）生物陶粒反應器中的微生物處於貧營養的環境中，相對於水中的有機（jī）物而言，生（shēng）物陶粒仍然（rán）可以***足夠的微生物量，從而在一定的低溫範圍內，可以抵消由於水溫降低使微（wēi）生物活（huó）性降低而（ér）帶來的***影響。

　　在低溫條件下，溫度對（duì）去除效果有明顯的影響。有（yǒu）實驗表明（míng）：當水溫在5℃～10℃時，CODMn的去除率在11%～23%之間，水溫（wēn）低於5℃時（shí），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。這也是為什麽在氣溫低的兩個月--12月和1月（yuè）中，生（shēng）物陶粒的去除效果顯著降（jiàng）低的（de）原因。在1月份和12月份，大部分時間水溫都低於2℃，在此溫度下，微生（shēng）物（wù）的活性進一步降低，而且生物（wù）陶粒係統中微生物量也（yě）有（yǒu）所下降（jiàng）。

　　因此，在實際運行時，應該注意後續工藝的運行與管理（lǐ），以保證出（chū）水（shuǐ）水質。

　　3.12生物陶粒對不同分（fèn）子量有機物的去除效果

　　生（shēng）物陶粒濾池對不同分子量的有機物，有著不相同的去除效果，實驗結果表明：生物陶粒濾池對（duì）分子（zǐ）量大（dà）於10000的有機物去除效（xiào）果好，可（kě）達到60%以上；對分子（zǐ）量在（zài）1000～4000之間的有機物，生物過濾的去除效果也（yě）達到了50%；對分子（zǐ）量小於1000的有機物也有一定去除，其去除率在10%左（zuǒ）右；而對於分子量（liàng）在4000～10000之間的有機物，其含量不但沒有減少，反而有部分的增加。

　　在生物（wù）陶粒濾池（chí）中，雖然水力停（tíng）留時間短，但生物膜的（de）比（bǐ）表麵積較大，胞外（wài）聚（jù）合物中含有多聚糖等粘性物質，可形成類似化學絮凝的（de）作用，對水中大分子有機（jī）物具有較強的吸（xī）附凝聚能力，使其在反應器中被填料上（shàng）的生物膜吸附截留，從而對分子量較大的有機物形成較好的去除效果。而在生物處理過程中，微生物胞外酶能將較大分子有機物分解成較小分子有機物，並為維持微生物自身生長代謝中的物質和能量需要，將部分低分（fèn）子有機物分（fèn）解成二氧化碳和水，因此，中小分子量（在1000～4000範圍（wéi）的分（fèn）子量）有機物也有較好的去除率。對於分子量（liàng）在4000～10000之間的有機物含（hán）量有部分的（de）增長的現象，這並不表示生物陶粒濾池對該區間（jiān）的有機物沒有去（qù）除效果，可能是由於微生物把部分（fèn）分子量大於1000有機物（wù）分解成為此區間的有機物（wù），從而造成了此部分有（yǒu）機物含（hán）量的增加。因此生物過濾能去除親水性中小分（fèn）子以及膠體和大分子有機物。

　　負（fù）荷基本不變時，曝氣時間較長，相應的去（qù）除率也很（hěn）高，當停留時（shí）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。而停留時間超過1h時，COD去（qù）除率並沒有較大提高，由此可知，曝氣區停留時間1h為宜。

　　4.對氨氮的去除效果

　　氨氮的去除，生物陶粒（lì）濾池作為飲（yǐn）用水源水的預處理，常溫下對氨（ān）氮的去（qù）除率（lǜ）可以達到80%以上，即使在低溫（wēn）條件下（0～14℃）時，也有較高的去除率。在正常運行時，生物陶粒對氨氮（dàn）有較好的去除率。生物（wù）陶粒預（yù）處理工藝是去除微汙染水源水中氨氮的（de）一種行之有效的方法。

　　在低溫條件下，生物陶粒反應器對於進水中氨（ān）氮仍然有較（jiào）好的去（qù）除效果，即使在接近（jìn）0℃的極（jí）低水溫下仍然具有65%以（yǐ）上的去除率，試驗期（qī）間生物陶粒反應器出水氨氮低於0.5mg/L。

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

　　（1）化能自（zì）養硝（xiāo）化菌中，亞硝化杆菌（jun1）（Nitrosomonas）和亞（yà）硝化球菌（Nitrosococcus）均適合在2～40℃範圍內生（shēng）長，硝化杆（gǎn）菌也適合在5～40℃範圍內生長（zhǎng），因此，對溫度（dù）有（yǒu）一定的適應性，而在低（dī）溫條件下（<5℃）生物陶粒濾池中分離出來的（de）優勢菌種中，假單胞菌占優勢，其中29種有詳細描述的假單細胞菌種（zhǒng），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（fá）的環境中生長繁殖。因此，保證了低溫條件下微生（shēng）物（wù）對（duì）氨氮的去除效果。

　　2）由莫諾得公式可見，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（ér）減小，即公式中（zhōng）的μmax減（jiǎn）小，但其飽和係數Ks也隨溫度的下降（jiàng）而下降。因此，硝化細菌對氨氮的親和力達到了加（jiā）強，硝化細菌對基（jī）質的利（lì）用速率μ能保持一定的水平（píng）。同時，硝化細菌的自身（shēn）氧化分解的（de）速率隨溫度的降低而減小，表明能在較（jiào）底的水溫條件下利（lì）用較小的能量進行生長和繁殖。

　　3）根據（jù）MaCarty等人的研究，要維持生物膜的穩態（tài）運（yùn）行，則須保持水中的有機物有一（yī）個小濃度Smin，在溫度低時，出水氨氮的低（dī）濃度也較低，而在溫度（dù）上升後，出水（shuǐ）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（yě）能保持較高的去除率。

　　5.對濁度的處（chù）理（lǐ）效果

　　水中形成濁度（dù）的因素較（jiào）多，泥沙、懸浮物、管道等的二次汙染、膠體、微生物群落（luò）以及一部分（fèn）有機物都可以產生濁度。生物陶粒濾（lǜ）池對濁度有良好的去除效果（guǒ），去除（chú）率基本維持在70%～90%之（zhī）間，受（shòu）水溫的影響較小。