隨著工農業的迅（xùn）速發（fā）展，水中的（de）有害物質逐年增（zēng）多，尤（yóu）其（qí）是上世紀60年代以來，不少地區的飲用水水源日益（yì）惡化，同時，隨著水質分析技術的進步，水（shuǐ）源水和飲用水中的微量汙染物又不斷的被檢測出來，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

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

　　目前，按對汙染物的去除途徑的不同，預處理微汙染水可以分為氧化法和吸附（fù）法，氧化法又可以分為（wéi）化學氧化法和生物氧化法。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（xiào）果，近年來，受到了（le）廣泛的重（chóng）視。

　　2.陶粒特點

　　以葉岩陶粒為例，陶粒以葉岩礦土為原料，經破碎後，在1200℃左右的高（gāo）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（yán）陶（táo）粒（lì）外殼呈暗（àn）紅色，表皮堅硬，內部為鉛灰色，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（zhī）間不連（lián）通，由於這種陶（táo）粒表麵主要是一些開孔大（dà）於0.5μm的孔洞，而細菌的直徑為0.5～1.0μm。因而，陶粒的這（zhè）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（fǎn）應器中，溫度對（duì）有機物去除效果（guǒ）有一定的影響。一般來講，冬天（tiān）比夏天的去除率低10%～20%左右。

　　水溫接近10℃時，CODMn的去除（chú）率上升為18%左右，已經同常溫（wēn）下的去除效果相差不大。這是因為：一方麵水溫降低使微生物的活性下降，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，相對於水中的（de）有機物（wù）而言，生物陶粒仍然可以***足夠的微生物量（liàng），從而（ér）在一定的低溫（wēn）範圍內，可以抵消由於水溫（wēn）降低使微生（shēng）物（wù）活性降低而（ér）帶來的***影響。

　　在低溫條件下，溫度對去除效果有明顯的影響（xiǎng）。有實驗表明：當（dāng）水溫在5℃～10℃時，CODMn的去除率在11%～23%之間，水溫低於（yú）5℃時，CODMn的去除率（lǜ）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（gè）月--12月和1月中（zhōng），生（shēng）物陶粒的去除效果（guǒ）顯著（zhe）降低（dī）的原因。在1月份和12月份，大部分時間水溫都低於2℃，在此（cǐ）溫度下，微生物的（de）活性進（jìn）一步降低（dī），而且生（shēng）物陶粒係統（tǒng）中微生物量也有所下降。

　　因此，在實（shí）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除效果

　　生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（yàn）結果表明：生物陶粒濾池對分子量大（dà）於10000的有機物去（qù）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（de）去除（chú）效（xiào）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（yú）分子量在4000～10000之間的有機物，其含（hán）量不但沒有減（jiǎn）少，反而有部分的增加。

　　在生（shēng）物陶（táo）粒濾池中，雖然水力停留時間短，但生物膜的比表麵積較大，胞外聚合物中含有多聚糖等粘性物質，可形成（chéng）類似化學絮凝的作用，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（tián）料上的生物膜吸附截留（liú），從而對分子量較大的有（yǒu）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（néng）將較大分子有機物分解成較小分子有機物，並（bìng）為維持微生物自身生長代謝中的物質和能量需（xū）要，將部（bù）分低分子有機物分解成二氧化碳和水，因此，中小分子量（在1000～4000範圍的分子量）有機物也有（yǒu）較好的去除率。對於分子量在4000～10000之間的有機物含量有部分的增長的現象（xiàng），這並不（bú）表示生物陶粒濾池對該區間的有機（jī）物沒有去除效果，可能是由於微生物把部分分（fèn）子量大於1000有機物分解成為此區（qū）間的有機物，從而（ér）造成了此部分有機物（wù）含量的增加。因此生物過濾能去除親（qīn）水性中小分子以及膠體和大分子有機物。

　　負荷基本不變時，曝氣時間較長，相（xiàng）應（yīng）的去除率（lǜ）也很高，當停留時間很短，也即濾速很高時，基（jī）本（běn）上隻能起到過濾（lǜ）作用，對有機物的去除率不明顯。而停留（liú）時間超過1h時，COD去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（qù）除效果

　　氨氮的去除，生物陶粒（lì）濾池作為飲用水（shuǐ）源水的預處（chù）理，常溫下對氨（ān）氮的去除率可以達到80%以上，即（jí）使在低溫條（tiáo）件下（0～14℃）時，也有較高的去除率。在正常運行時，生物陶粒對氨氮有較好的去除（chú）率。生物陶（táo）粒預處理工藝是去除微汙染水源（yuán）水中氨氮的一種行之有（yǒu）效的方法。

　　在低溫條件下，生物（wù）陶（táo）粒反應器對於進水中氨氮仍然有較好的去除效果，即使在接近0℃的（de）極（jí）低水溫下仍然具有65%以上的去除率，試驗期間生物陶（táo）粒反應器出水氨氮低於0.5mg/L。

　　4.1 對低溫條件下（xià），生物陶粒濾池仍然具有（yǒu）較高去除效果的分（fèn）析。

　　（1）化能自養硝化菌（jun1）中，亞硝化杆菌（Nitrosomonas）和（hé）亞硝化球菌（Nitrosococcus）均適合在2～40℃範圍內生長，硝化杆（gǎn）菌（jun1）也適合在5～40℃範圍內生長，因此，對溫度有一（yī）定的適應性，而在低溫條件下（<5℃）生物陶粒濾池中分離出來的優勢菌種中，假單胞菌占優勢（shì），其中29種有詳細描述的假單細胞菌種，發現有5種可以（yǐ）在4℃或是4℃以下生長，也能在營養物質貧乏的環境（jìng）中生長繁殖（zhí）。因此，保證了低溫條件下微生物對氨氮的去除（chú）效果。

　　2）由莫諾得公（gōng）式可見，在溫度下降時，盡管硝化細菌對（duì）氨氮的大基質降解速度隨溫度的下降而減小，即公式中的μmax減小，但其飽和係數Ks也隨溫（wēn）度的下（xià）降而下降。因此，硝化細（xì）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，硝化細菌的自身氧化分解的速（sù）率隨溫（wēn）度的（de）降（jiàng）低而減（jiǎn）小，表明能在較底的水溫條件下利用較小的能量進行生長和繁殖。

　　3）根據MaCarty等人（rén）的研（yán）究，要維持（chí）生物（wù）膜的穩態運行，則須保（bǎo）持（chí）水中的有機物有一個（gè）小濃度Smin，在溫度低時，出水氨氮的低濃度也較低，而在溫度上升後，出（chū）水氨氮的低濃度也隨之上升。因此，在低溫條件下，生物陶粒濾池也（yě）能保持較高的去除率。

　　5.對濁度的處理（lǐ）效果

　　水中形成濁度的因素較（jiào）多，泥沙、懸浮物、管道等的二次汙染、膠體、微生物群落以及一部（bù）分有機物都（dōu）可以產生濁度。生物陶粒濾池對濁度有良好（hǎo）的去除效果，去除率基本維持（chí）在70%～90%之（zhī）間（jiān），受水溫的影（yǐng）響較小。