隨著工農業的迅速發展（zhǎn），水（shuǐ）中的有害物質逐年增多，尤其是上世紀（jì）60年代以來，不少地區的飲（yǐn）用（yòng）水水源日益惡化，同時，隨（suí）著水質分（fèn）析技術的進步，水（shuǐ）源水和飲（yǐn）用水中的微量汙染物又不斷的被檢測出（chū）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（shuǐ）源的特點

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

　　目前，按對汙染物的去除途徑的不（bú）同，預處理微汙染水可以分為氧化法和吸附法（fǎ），氧化法又可以分為化學氧化法和生物氧（yǎng）化法。生物陶（táo）粒作（zuò）為生物（wù）氧化法的一種，由於其對微汙染水的優（yōu）良的處理效果（guǒ），近年來，受到了（le）廣泛的重視。

　　2.陶粒特（tè）點

　　以葉岩陶粒（lì）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（xià）熔化，膨脹（zhàng）成5～40mm的球狀陶粒，再經破碎（suì）後篩選（xuǎn）而成。葉岩陶粒外殼呈（chéng）暗紅（hóng）色，表皮堅硬，內部為鉛灰色，多孔質輕。陶粒表麵粗糙，不規（guī）則，有很多孔徑較大的孔洞，相（xiàng）互之間不連通，由於這種陶粒表麵（miàn）主要是一些開孔大（dà）於0.5μm的孔洞，而（ér）細菌的直徑為0.5～1.0μm。因而，陶粒的這種結構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效果

　　在生物陶粒反應器中，溫度對有機物去除效果（guǒ）有一定的影響。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的去除率上升為18%左右，已（yǐ）經同常溫下的去除效果相差不（bú）大。這是因（yīn）為：一方麵（miàn）水溫降低使微（wēi）生物的活性下降，另一（yī）方（fāng）麵生物陶粒反應（yīng）器中的微（wēi）生物（wù）處於貧營養（yǎng）的（de）環（huán）境中，相（xiàng）對於水中的有機物而言，生物陶粒仍然（rán）可以***足夠的微生物量，從而在一定（dìng）的低溫範圍內，可（kě）以抵消由於水溫降低使微生物活性降低而帶來的***影響。

　　在低溫（wēn）條件下，溫度對去除效果有明顯的影（yǐng）響（xiǎng）。有實驗表明（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，CODMn的去除率在5%～12%之間（jiān）；在接近0℃時（shí），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月中，生物陶粒的去除效果顯著降（jiàng）低的原因。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（yī）步（bù）降低，而且生物陶粒係統中微生物量也有所（suǒ）下降。

　　因此，在實際運行時，應該注意後續工藝的運行與管理，以保證出水水質。

　　3.12生物陶粒對不同分子量有機物的去（qù）除效果

　　生（shēng）物陶粒（lì）濾（lǜ）池（chí）對不同（tóng）分子量的有機物，有著不相同的去除效果，實驗結（jié）果表明：生物陶粒濾池對分子量大於10000的有機物去除效果好，可（kě）達到60%以上（shàng）；對分子量在1000～4000之間的有機物，生物過濾的去（qù）除（chú）效果（guǒ）也（yě）達到了50%；對分子量小於1000的有機物也有一（yī）定去除，其去除率在10%左右；而對於分子量在4000～10000之間的有機物（wù），其含量不但沒有（yǒu）減少，反而有部分的增加（jiā）。

　　在生物陶粒濾池中，雖（suī）然水力停留時間短，但生物膜的比（bǐ）表麵積較大，胞外聚合物中含有多（duō）聚糖等粘性（xìng）物質，可（kě）形成類似化學絮凝的作用，對（duì）水中大分子（zǐ）有機物具有較強的吸附凝聚能力，使其在反（fǎn）應器中被填料上的生物膜吸附截（jié）留，從而對分子量較大的有機物形成較好的（de）去除效果。而在生物處理過程（chéng）中，微生物胞外酶能將較大分子有機物（wù）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，將部分低分子有機物分解成二氧化碳和水（shuǐ），因（yīn）此，中小分子量（在（zài）1000～4000範圍的分子量）有機物（wù）也有較好（hǎo）的去（qù）除率。對於分子量在（zài）4000～10000之（zhī）間的有機物含量有部分（fèn）的增長的（de）現象，這（zhè）並不（bú）表示生物陶粒濾池（chí）對（duì）該區間的有機物（wù）沒有去除效果，可能是由於微（wēi）生物把部分（fèn）分子量大於1000有機物分解成（chéng）為此區間的有機物（wù），從而造成了此部（bù）分有機物（wù）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有機物。

　　負荷基本不變（biàn）時，曝氣時間較（jiào）長，相（xiàng）應的去除率也（yě）很高，當停留（liú）時間很短，也即濾速很高時，基本上隻（zhī）能起到過濾（lǜ）作用，對有機物的去除率不明顯。而停留時間超過1h時，COD去除率並沒有較大提高，由此可知（zhī），曝（pù）氣區停留時間1h為宜。

　　4.對氨氮（dàn）的去除效果

　　氨氮的去除（chú），生物陶（táo）粒濾池作為（wéi）飲用水源水的預處理，常溫下對氨氮的去除率可（kě）以達（dá）到80%以上，即使在低溫條（tiáo）件下（0～14℃）時，也有較（jiào）高的去除率。在正常運行時，生物（wù）陶粒對氨氮有較好（hǎo）的去除率。生物陶粒預處理（lǐ）工（gōng）藝是去除微汙染水源水中氨氮的一種行之有效的方（fāng）法。

　　在低溫條件下，生物陶粒反應器對於進水中氨氮仍然有較好的去除效果（guǒ），即使在接近0℃的極低水溫下仍然具有65%以上的去除率（lǜ），試驗期（qī）間（jiān）生物陶粒（lì）反應器（qì）出水氨氮低於0.5mg/L。

　　4.1 對低溫條件下，生物陶粒（lì）濾池仍然具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℃範圍內生（shēng）長，因此，對溫度有一定的適應性（xìng），而在低溫條件下（xià）（<5℃）生（shēng）物陶粒濾池中分離出來的優勢（shì）菌（jun1）種中，假單胞菌占（zhàn）優勢，其（qí）中29種有詳細描述的假單（dān）細胞菌種，發現有5種可以在4℃或是4℃以下生長，也能在營養物（wù）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）由莫諾得公式可見，在（zài）溫（wēn）度下降時（shí），盡管硝化細菌對氨氮的大基質（zhì）降解速度（dù）隨溫度的下降（jiàng）而減小，即（jí）公式中的μmax減小（xiǎo），但其飽和係數Ks也隨溫度（dù）的下降而下（xià）降。因此，硝化細（xì）菌對氨氮的親和力達到了加強，硝化（huà）細菌對基質的利用速率μ能保持一（yī）定的水平。同時，硝（xiāo）化細菌的自身氧化分解的速率隨溫度的降低而減小（xiǎo），表明能在較底的水溫條件下利用較小的能量進行生長和（hé）繁（fán）殖。

　　3）根據（jù）MaCarty等人的研究（jiū），要維持生物膜的穩態運行，則須（xū）保持水中的有機物有一個小濃（nóng）度Smin，在溫度低時，出水氨氮的（de）低濃度也較低，而（ér）在（zài）溫度上升後（hòu），出水氨氮的低濃度也隨之上升。因（yīn）此，在低溫條件（jiàn）下，生物陶粒（lì）濾池也（yě）能保（bǎo）持較高（gāo）的去除（chú）率。

　　5.對濁度的處理效果

　　水中形成濁度（dù）的（de）因素較多，泥沙、懸浮物、管道等的二次汙染、膠體、微生物群落以及一部分有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（zài）70%～90%之間，受水溫的影響較小。