??????? 1生物活性濾池凈化機理
??????? 常規(guī)過濾以去除水中的懸浮物、膠體顆粒物為主，對受污染源水中溶解性有機物則無法有效去除。
??????? 生物過濾是一種將常規(guī)過濾、顆?；钚蕴课脚c生物膜氧化技術(shù)結(jié)合在一起的新型過濾工藝。采用生物活性濾池代替常規(guī)濾池，不需要增加多少投資，只需對現(xiàn)有的常規(guī)過濾適當(dāng)加以改進(如更換濾料、培養(yǎng)生物膜、改變預(yù)消毒方法和用不含氯水進行反沖洗等)即可達到去除水中懸浮顆粒和微量有機物的雙重目的。
??????? 生物活性濾池的處理過程包含了物理化學(xué)、生物化學(xué)和水力學(xué)等諸多過程。這種處理技術(shù)是利用生物濾料巨大的比表面積和大量微孔的吸附截污作用，以及濾料表面形成的一層生物膜的生物降解作用來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貧營養(yǎng)性微生物，這些微生物的特點是能利用各種化合物，產(chǎn)生對代謝產(chǎn)物具有高親和力的轉(zhuǎn)移酶，呼吸速率低，能在有機物濃度極低的環(huán)境下快速生長繁殖。源水在與生物膜接觸時，通過微生物的新陳代謝活動和生物絮凝、吸附等綜合作用，使源水中的氨氮、有機物、鐵和錳等逐漸被氧化和轉(zhuǎn)化，達到凈化水質(zhì)的目的。
??????? Strattion等人對貧養(yǎng)微生物利用痕量有機物機理做了研究，提出了第二級利用理論，認為如果有一種基質(zhì)能夠提供維持細胞生長的碳源和能源，即使?jié)舛鹊陀赟min最小基質(zhì)濃度)的化合物也能被微生物氧化和利用。第二級利用理論為生物活性濾池對水中微量甚至是痕量有機物的去除提供了堅實的理論基礎(chǔ)。
??????? 2影響生物活性濾池的因素
??????? 影響生物活性濾池的主要因素有：預(yù)氧化、濾料介質(zhì)、EBCT、反沖洗以及絮體和顆粒的性質(zhì)等。
??????? 2.1預(yù)氧化
??????? 預(yù)氧化對控制源水中的病原微生物、細菌總數(shù)起到關(guān)鍵的作用，還能使不易生物降解的有機物氧化分解為微生物易降解的有機物。因此，對微污染源水進行預(yù)氧化處理是有益的。預(yù)氧化劑的選擇和投加量的多少要根據(jù)源水受污染情況、生物濾池的運行情況及實際需要而定。目前國內(nèi)外常用的預(yù)氧化劑有Cl2、O3及KMnO4等。
??????? ①Cl2加Cl2預(yù)氧化主要目的是破壞水中膠體、氧化有機物為無機物或小分子有機物以改善混凝效果，殺死源水中大部分細菌，從而達到凈化源水的目的。
??????? 但是，現(xiàn)有的預(yù)氯化工藝使處理后的出水有色、味。此外，水中的部分有機物(如腐殖酸和富里酸)能在加氯時產(chǎn)生三氯甲烷和鹵乙酸，這些物質(zhì)被確認為致癌物質(zhì)。水中余氯的存在還易使后續(xù)生物活性炭吸附容量過早地出現(xiàn)飽和。因此，若源水中THMs及HAAs的前體物(如腐殖酸和富里酸)含量較高，就不宜在混凝沉淀之前預(yù)氯化，應(yīng)對現(xiàn)有的預(yù)加氯工藝進行改進或選用其他的預(yù)氧化劑。
??????? ②O3O3是一種強氧化劑，具有很好的氧化消毒能力。國外許多發(fā)達國家已采取O3氧化代替氯氧化，O3能有效地去除色、嗅，O3本身無殘留、無毒害，還可以通過O3的投加補充水中溶解氧。此外，預(yù)加O3可有效去除原水中含有的THMs類有機母體，在致突變活性方面Ames試驗通常為陰性。
??????? O3預(yù)氧化使水中AOC(可同化有機碳)增加，導(dǎo)致水的生物穩(wěn)定性變差。但是其后續(xù)的生物活性濾池可解決此問題，能有效地降低AOC值，嗅、味、濁度全面降低，使出水生物穩(wěn)定性大為提高。
??????? ③KMnO4KMnO4用于去除水中的臭味和色度，對抑制藻類的生長有特效。KMnO4能較好地去除污染水源中有機污染物和致突變物質(zhì)，KMnO4預(yù)氧化還有很好的助凝作用，可以取代預(yù)氯化，有效地控制三鹵甲烷生成量。
??????? 高錳酸鉀的投加，可使得水中Mn2+增加，增加出水的色度，在操作中應(yīng)根據(jù)實際情況加以控制。
??????? 2.2濾料介質(zhì)
??????? 濾料的選擇是生物活性濾池的一個中心問題。近年來，國內(nèi)外研究得最多的幾種單層濾料有顆?；钚蕴?GAC)、石英砂、無煙煤和陶粒等，雙層濾料有GAC—石英砂和無煙煤—石英砂等。
??????? 顆?；钚蕴績?nèi)部具有發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，具有強大的吸附性能，同時也為微生物提供了理想的棲息地。顆?；钚蕴可细街纳锬ち渴菬o煙煤、石英砂濾料的4-8倍。Kurosawa等人的研究表明，低溫下GAC濾池對氨氮的去除率幾乎不受影響，并對AOC能保持80％以上的去除率。
??????? 石英砂與無煙煤均為常規(guī)濾料，曾廣泛應(yīng)用于常規(guī)濾池，它們也可作為生物活性濾池濾料，作為生物膜載體，以石英砂和無煙煤為濾料的生物活性濾池在適宜溫度條件下去除有機物、氨氮效果較好。
??????? 陶粒也可作為生物活性濾池濾料，陶粒生物活性濾池去除濁度、氨氮效果很好，井能較好地去除鐵、SS、細菌等，對色度也有一定的去除效果。
??????? 活性炭用于生物活性濾池效果雖好，但由于其價格偏高，因此國外許多研究者嘗試對GAC—石英砂雙層濾料的研究，并取得了理想的效果。據(jù)報道，GAC—石英砂濾池對AOC和TOC(總有機碳)的去除串只略小于GAC深床濾池，出水濁度可達0.1ntu。而運用GAC—石英砂雙層濾料更經(jīng)濟、實用，也便于在現(xiàn)有的傳統(tǒng)砂濾池的基礎(chǔ)上進行改進。Mark等人的研究發(fā)現(xiàn)GAC—石英砂濾池比無煙煤—石英砂濾池在去除有機物方面更具優(yōu)勢，兩種濾池對AOC、TOC的去除率前者分別為86％和15％，后者分別為75％和26％。