(1)有机物的去除在饮用水源中普遍含有各种天然有机物(如腐殖酸、富里酸等)或人工合成有机污染物(如酚类、苯类物质)。生物过滤对水中的TOC特别是生物可降解溶解有机碳 (biodegradable dissolved organic carbon·BDOC)、生物可同化有机碳 (assimilative organic carbon. AOC)有较好的去除效果。研究表明,生物滤池对TOC的去除率为5%-75%;对DOC的去除率为13%-41%;对BDOC, AOC的去除率达90%以上;对三卤甲烷、卤乙酸前体物一一THMsFP,HAAsFP的去除率达40%-75%. Prevost等的研究表明,生物滤池在2min内可去除62%-90%的AOC,而要去除90%的BDOC则需10 ^-20min的接触时间,生物过滤出水中的TOC浓度可降至2mg/L以下,AOC浓度可降至10 u g/L以下.即使不加氯消毒也可使管网水中的细菌总数小于100个//mL。
生物活性过滤对水中痕量有机物也有较好的去除效果。痕量有机物是指人工合成的在饮用水源中含量较低的有机污染物(如酚、苯、杀虫剂等),它可使水产生臭和味并具有致癌性和致突变性,因而被广泛关注。研究表明,生物活性滤池对苯酚、一氯苯酚、二氯苯酚、五氯苯酚的降解速率很快.其去除率分别达92%, 92%, 92%和70%,对大部分醛类物质(如甲醛、乙醛)的去除率高于80%,对一氯苯和二氯苯的降解速率较慢.但只要给予足够的时间,其去除率也可达到81%以上。
生物活性滤池对有机物的去除受多种因素的影响,不同水源中的有机物成分不一样,可生化性也就不一样;预氧化程度不同则水中的有机物的可生化性也不同;滤层组成不同则对有机物的降解的能力和速度也不同。有研究表明.颗粒活性炭上附着的生物膜量是无烟煤、石英砂滤料的4-8倍,活性炭、石英砂构成的双层滤料生物活性滤池明显比煤、砂生物活性滤池或单层石英砂生物活性滤池去除有机物的效率高且在低温时去除效率几乎不受影响。
(2)氨氮的去除生物过滤对饮用水源中的氨氮有很好的氧化(硝化)去除效果,去除率可达90%以上,同时亚硝酸盐氮的去除率也在90%以上。当进水氨氮为1. 2-3.0mg/L、亚硝酸盐氮为0. 5-1. 4mg/L、水温为8.32℃时,出水氨氮始终在0. 5mg/L以下,亚硝酸盐氮在0. 05mg/L以下。
维持生物活性滤池对氨氮良好硝化作用的一个重要条件是水中必须有足够的溶解氧,另一个重要条件是滤层中必须有足够数量的硝化菌。而要维持生物活性滤池内一定的硝化菌量必须降低反冲洗频率并控制反冲洗强度。
生物活性滤池对氨氮的去除可能会受到有机物生物降解的影响,因为在自养菌(硝化菌)与异养菌之间存在着争夺氧与生物膜空间的竞争,对生物活性滤池的研究显示异养菌能赢得这场竞争,其结果是有机物氧化在先、氨氮氧化在后,出现这种情况是因为自养菌的增长速率比异养菌慢,且自养菌对由较高水力负荷和较小滤料介质造成的剪力损失比异养菌更敏感。
(3)铁、锰的去除生物过滤对铁、锰有良好的去除效果,主要是利用各种类型的滤池进行铁锰的去除。在除铁除锰的滤池中,附着在滤料表面的微生物将Fe (II ). Mn (11)氧化为铁、锰氧化物的初级产物,具有不定形的分子结构,因而对于水溶性铁锰离子具有吸附氧化作用,即所谓的自催化氧化活性,从而可以促使生物氧化除锰过程持续进行。因此,在除锰滤池中如何进行除锰微生物的培养和驯化、提供持续生成生物锰氧化初级产物的有利条件是增强除锰铁滤池效能的关键因素。生物去除铁的启动速率很快,当进水铁浓度为0. 75- 1. lmg/L、水温为30^-31℃时,新滤池(砂层厚为1. 41n.有效粒径为1. 35nun.滤速为22~23m/h)投产后,加氏铁柄杆菌属等细菌会迅速接种于砂滤料上.运行10h后滤池出水中的铁浓度为0. 1mg/L, ld后降至0.0311lg/L. 2d后降至痕量水平。相比之下生物去除锰的启动速率慢很多,滤料上锰细菌的自然培养期(成熟期)少则需要40-50d,多则需要3个月以上,但一旦培养成功,生物滤池对锰的去除率很高,滤池出水中的锰几乎一直可保持在痕量水平。
生物除铁除锰滤池中铁锰细菌(大部分为自养菌或兼性自养菌)与生物硝化滤池中的硝化菌一样生长也较为缓慢,其工艺条件也大体相似,但生物除铁除锰滤池对水的pH值似乎更敏感。此外,生物除铁除锰的工艺条件有较大的不同,后者比前者要求更为严格.
一般而言生物除锰要求水中溶解氧浓度高于5mg/L、氧化还原电位小于300-400mV'或者pH值高于7.4-7.5。
(4)浊度的去除生物活性过滤对浊度有很好的去除效果。研究显示,在正常过滤条件(滤层厚度为
0. 75m.滤速为5^10耐h.进水浊度为1- 4NTU,水头损失为1. 5kPa)下,生物活性滤池出水的平均浊度可达0. 15NTU以下,过滤周期可达16^-24h以上。生物活性滤池与常规滤池一样出水浊度较低并具有经济的运行周期,但也有研究指出,生物活性滤池出水中的悬浮微粒浓度略高于常规滤池,其水头损失的增长稍快些、过滤周期稍短些。
生物活性过滤对水中痕量有机物也有较好的去除效果。痕量有机物是指人工合成的在饮用水源中含量较低的有机污染物(如酚、苯、杀虫剂等),它可使水产生臭和味并具有致癌性和致突变性,因而被广泛关注。研究表明,生物活性滤池对苯酚、一氯苯酚、二氯苯酚、五氯苯酚的降解速率很快.其去除率分别达92%, 92%, 92%和70%,对大部分醛类物质(如甲醛、乙醛)的去除率高于80%,对一氯苯和二氯苯的降解速率较慢.但只要给予足够的时间,其去除率也可达到81%以上。
生物活性滤池对有机物的去除受多种因素的影响,不同水源中的有机物成分不一样,可生化性也就不一样;预氧化程度不同则水中的有机物的可生化性也不同;滤层组成不同则对有机物的降解的能力和速度也不同。有研究表明.颗粒活性炭上附着的生物膜量是无烟煤、石英砂滤料的4-8倍,活性炭、石英砂构成的双层滤料生物活性滤池明显比煤、砂生物活性滤池或单层石英砂生物活性滤池去除有机物的效率高且在低温时去除效率几乎不受影响。
(2)氨氮的去除生物过滤对饮用水源中的氨氮有很好的氧化(硝化)去除效果,去除率可达90%以上,同时亚硝酸盐氮的去除率也在90%以上。当进水氨氮为1. 2-3.0mg/L、亚硝酸盐氮为0. 5-1. 4mg/L、水温为8.32℃时,出水氨氮始终在0. 5mg/L以下,亚硝酸盐氮在0. 05mg/L以下。
维持生物活性滤池对氨氮良好硝化作用的一个重要条件是水中必须有足够的溶解氧,另一个重要条件是滤层中必须有足够数量的硝化菌。而要维持生物活性滤池内一定的硝化菌量必须降低反冲洗频率并控制反冲洗强度。
生物活性滤池对氨氮的去除可能会受到有机物生物降解的影响,因为在自养菌(硝化菌)与异养菌之间存在着争夺氧与生物膜空间的竞争,对生物活性滤池的研究显示异养菌能赢得这场竞争,其结果是有机物氧化在先、氨氮氧化在后,出现这种情况是因为自养菌的增长速率比异养菌慢,且自养菌对由较高水力负荷和较小滤料介质造成的剪力损失比异养菌更敏感。
(3)铁、锰的去除生物过滤对铁、锰有良好的去除效果,主要是利用各种类型的滤池进行铁锰的去除。在除铁除锰的滤池中,附着在滤料表面的微生物将Fe (II ). Mn (11)氧化为铁、锰氧化物的初级产物,具有不定形的分子结构,因而对于水溶性铁锰离子具有吸附氧化作用,即所谓的自催化氧化活性,从而可以促使生物氧化除锰过程持续进行。因此,在除锰滤池中如何进行除锰微生物的培养和驯化、提供持续生成生物锰氧化初级产物的有利条件是增强除锰铁滤池效能的关键因素。生物去除铁的启动速率很快,当进水铁浓度为0. 75- 1. lmg/L、水温为30^-31℃时,新滤池(砂层厚为1. 41n.有效粒径为1. 35nun.滤速为22~23m/h)投产后,加氏铁柄杆菌属等细菌会迅速接种于砂滤料上.运行10h后滤池出水中的铁浓度为0. 1mg/L, ld后降至0.0311lg/L. 2d后降至痕量水平。相比之下生物去除锰的启动速率慢很多,滤料上锰细菌的自然培养期(成熟期)少则需要40-50d,多则需要3个月以上,但一旦培养成功,生物滤池对锰的去除率很高,滤池出水中的锰几乎一直可保持在痕量水平。
生物除铁除锰滤池中铁锰细菌(大部分为自养菌或兼性自养菌)与生物硝化滤池中的硝化菌一样生长也较为缓慢,其工艺条件也大体相似,但生物除铁除锰滤池对水的pH值似乎更敏感。此外,生物除铁除锰的工艺条件有较大的不同,后者比前者要求更为严格.
一般而言生物除锰要求水中溶解氧浓度高于5mg/L、氧化还原电位小于300-400mV'或者pH值高于7.4-7.5。
(4)浊度的去除生物活性过滤对浊度有很好的去除效果。研究显示,在正常过滤条件(滤层厚度为
0. 75m.滤速为5^10耐h.进水浊度为1- 4NTU,水头损失为1. 5kPa)下,生物活性滤池出水的平均浊度可达0. 15NTU以下,过滤周期可达16^-24h以上。生物活性滤池与常规滤池一样出水浊度较低并具有经济的运行周期,但也有研究指出,生物活性滤池出水中的悬浮微粒浓度略高于常规滤池,其水头损失的增长稍快些、过滤周期稍短些。