生物活性滤池处理有机微污染源水的研究与发展浅析

       1 生物活性滤池净化机理
        常规过滤以去除水中的悬浮物、胶体颗粒物为主，对受污染源水中溶解性有机物则无
法有效去除。
        生物过滤是一种将常规过滤、颗粒活性炭吸附与生物膜氧化技术结合在一起的新型过
滤工艺。采用生物活性滤池代替常规滤池，不需要增加多少投资，只需对现有的常规过滤
适当加以改进(如更换滤料、培养生物膜、改变预消毒方法和用不含氯水进行反冲洗等)即
可达到去除水中悬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含了物理化学、生物化学和水力学等诸多过程。这种处理
技术是利用生物滤料巨大的比表面积和大量微孔的吸附截污作用，以及滤料表面形成的
一层生物膜的生物降解作用来完成去除污染物的功能。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，产生对代谢产物具有高亲和
力的转移酶，呼吸速率低，能在有机物浓度极低的环境下快速生长繁殖。源水在与生物膜
接触时，通过微生物的新陈代谢活动和生物絮凝、吸附等综合作用，使源水中的氨氮、有
机物、铁和锰等逐渐被氧化和转化，达到净化水质的目的。
        对贫养微生物利用痕量有机物机理做了研究，提出了第二级利用理论，认为如果有
一种基质能够提供维持细胞生长的碳源和能源，即使浓度低于 Smin 最小基质浓度)的化
合物也能被微生物氧化和利用。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
机物的去除提供了坚实的理论基础。
        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：预氧化、滤料介质、EBCT、反冲洗以及絮体和颗粒
的性质等。
        2.1 预氧化
        预氧化对控制源水中的病原微生物、细菌总数起到关键的作用，还能使不易生物降解
的有机物氧化分解为微生物易降解的有机物。因此，对微污染源水进行预氧化处理是有益
的。预氧化剂的选择和投加量的多少要根据源水受污染情况、生物滤池的运行情况及实际
需要而定。目前国内外常用的预氧化剂有 Cl2、O3 及 KMnO4 等。
         Cl2

①

加 Cl2 预氧化主要目的是破坏水中胶体、氧化有机物为无机物或小分子有机物

以改善混凝效果，杀死源水中大部分细菌，从而达到净化源水的目的。
        但是，现有的预氯化工艺使处理后的出水有色、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，这些物质被确认为致癌物质。水中余氯
的存在还易使后续生物活性炭吸附容量过早地出现饱和。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，就不宜在混凝沉淀之前预氯化，应对现有的预
加氯工艺进行改进或选用其他的预氧化剂。
         O3O3

②

是一种强氧化剂，具有很好的氧化消毒能力。国外许多发达国家已采取 O3 氧

化代替氯氧化，O3 能有效地去除色、嗅，O3 本身无残留、无毒害，还可以通过 O3 的投加
补充水中溶解氧。此外，预加 O3 可有效去除原水中含有的 THMs 类有机母体，在致突变
活性方面 Ames 试验通常为阴性。
        O3 预氧化使水中 AOC(可同化有机碳)增加，导致水的生物稳定性变差。但是其后续
的生物活性滤池可解决此问题，能有效地降低 AOC 值，嗅、味、浊度全面降低，使出水生
物稳定性大为提高。
         KMnO4KMnO4

③

用于去除水中的臭味和色度，对抑制藻类的生长有特效。KMnO4 能

较好地去除污染水源中有机污染物和致突变物质，KMnO4 预氧化还有很好的助凝作用，
可以取代预氯化，有效地控制三卤甲烷生成量。