 Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2013, 3, 45-53 doi:10.4236/aep.2013.31B011 Published Online March 2013 (http://www.hanspub.org/journal/aep.html) Comparison Study on Removal Micr o-pollutants of Yangtze River Water by Biofilters Hong Xiang1,2,3, Xiwu Lü1*, Lihong Yin2 1School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing, China 2Key Laboratory of Environmental Medicine and Engineering, Ministry of Education; School of Public Health, Southeast University, Nanjing, China 3Guizhou Center for Disease Control and Prevention, Guiyang , China Email: xiangrhong@yahoo.cn, *xiwulu@seu.edu.cn Received 2013 Abstract: Taking the raw water of Yangtze River as the research object, micro-pollutant removal efficiencies of biofil- ters for the river water were investigated. The results showed that the average removal rate of NH3-N、NO2 --N、CODMn、 UV254 and BDOC was 80.0%, 95.4%, 25.0%, 12.0% and 68.3% in the biologically-enhanced active filter type I, and 85.2%, 95.4%, 26.2%, 12.0% and 70.0% in the biologically-enhanced active filter type II. The rates in the biologi- cally-enhanced active filter type II were not significantly higher than those in the biologically-enhanced active filter type I（p > 0.05）.The average removal rates of NH3-N, NO2 -N, CODMn, UV254 and BDOC by the biological activated carbon filter type I were 84.2%, 95.4%, 24.0%, 16.0% and 67.9%, respectively; The average removal rates of them by the biological activated carbon filter type II were 89.4%, 95.4%, 31.2%, 16.0% and 72.0%, respectively. The removal rates NH3-N, CODMn and BDOC by the biological activated carbon filter type II were significantly higher than those by the biological activated carbon filter type I. The content of organic material with low MW took great part in Yangzi River, in which the proportion of the organics with MW < 1 k Dalton accounted for 48% - 60%. The biologi- cally-enhanced active filter and biological activated carbon filter processes removed the organics with low MW more effectively than that with high MW. For the removal rate of the organics with low MW, the biologically-enhanced active filter type II was more effectively than the biologically-enhanced active filter type I, and the biological activated carbon filter type II was also more effectively than the biological activated carbon filter type I. Therefore, the biofilter process could make up the deficiency in removing the organics with low MW by conventional water treatment process, and could assure good safety of drinking water. Keywords: Biofilter; Micro-Pollutant; Molecular Weight Distribution; Removal Efficiency 不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 向 红1,2,3，吕锡武 1*，尹立红 2 1东南大学能源与环境学院, 南京, 中国, 210096 2东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室, 南京, 中国, 210009 3贵州省疾病预防控制中心, 贵阳, 中国, 550004 Email: xiangrhong@yahoo.cn, *xiwulu@seu.edu.cn 收稿日期：2013 摘 要：以长江原水为研究对象，通过四种生物活性滤池处理单元对长江水源水中微污染物的去除效果进行对 比研究。结果显示生物强化滤池I和II对NH3-N、NO2 --N、CODMn、UV254 和BDOC 的平均去除率分别为 80.0% 和85.2%、95.4%和95.4%、25.0%和26.2%、12.0%和12.0%、68.3%和70.0%，生物强化滤池 II 的去除率稍高于 生物强化滤池 I，但差异无显著性（p > 0.05）。生物活性炭滤池 I和Ⅱ对NH3-N、NO2 --N、CODMn、UV254 和BDOC *Corresponding author 通讯作者。 Copyright © 2013 Hanspub 45  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 Copyright © 2013 Hanspub 46 的平均去除率分别为 84.2%和89.4%、95.4%和95.4%、24.0%和31.2%、16.0%和16.0%、67.9%和72.0%，其中 生物活性炭滤池 II对NH3-N、CODMn 和BDOC 的去除率高于生物活性炭滤池 I（p < 0.05）。长江原水中的溶解 性有机物主要由小于 1K Daltot 的有机物构成（占 48% - 60%），生物活性炭滤池和生物强化滤池对低分子有机 物的去除率高于高分子有机物；对于水中的低分子量有机化合物，生物强化滤池 II对其去除率要高于生物强化 滤池 I，生物活性炭滤池 II 的去除率也高于生物活性炭滤池 I。因此，生物活性滤池处理单元能弥补常规工艺难 去除低分子量有机化合物上的不足，确保饮用水的优质安全性。 关键词：生物滤池；微污染物；分子量分布；去除效果 1 引言 随着全球工业化特别是石油化工、农药等的不断 发展,使进入水体的化学物质种类和数量猛增,超过了 水体的恢复能力,引起水体的污染。现有的常规混凝- 沉淀-过滤-消毒水处理工艺主要去除水中悬浮物、胶 体物质以及杀灭病菌，对溶解性有机物的去除率很 低。近年来,生物处理在饮用水处理中的应用受到越来 越多的关注，能有效地去除溶解性有机物、氨氮等， 具有经济、简便之优势,成为了处理微污染水强有力的 手段[1-4]。它是生物活性微生物吸附在固相载体表面， 载体通常是活性炭，它具有很大的表面积为细胞吸附 -使微生物易于形成生物膜。其的原理是生物反应器中 生物膜上的微生物,主要是一些好氧贫营养性微生物, 能利用各种化合物,特别是在有机物浓度极低的环境 下快速生长繁殖,产生各种代谢相关酶,利用各种底 物。源水在与生物膜接触时,通过微生物的代谢活动、 生物絮凝和吸附等综合作用,使源水中的污染物如氨 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。Strattion 等[5]阐述了贫营养微生物利用微 量有机物机理,提出了第二级利用理论；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有机物 的去除提供了重要的理论基础。 大量研究表明，生物处理是降低受污染供水污染 物特别是有机物的有效方法，生物膜处理的性能受载 体聚集生物量的能力影响，生物膜微生物的底物利用 率受底物通过滤床的物理扩散率和水中溶解氧百分 率影响[6]。如 Han 等[7]使用双层生物曝气滤池处理污 染原水的研究中，结果显示,生物曝气滤池可以有效地 除去 TOC 和UV254,其平均去除率分别为 24.62%和 20.74%。原水中的有机污染种类很多,化学成分很复杂, 大多数有机污染物浓度太低而不能一一分析。因此, 一些综合有机指标如生化需氧量(BOD)、化学耗氧量 (COD)、总有机碳(TOC)、溶解氧（DO）和 UV254 等 用来描述有机污染水平。当前生物滤池饮水净化效率 通常用 NH3-N、NO2-N、CODMn 和 UV254 去除率等评 价[8-9]，Chen 等[10]使用 CODMn、TO C 、 UV254、AOC、 BDOC 和THMs综合指标评价不同饮水净化工艺，传 统工艺结合 O3-BAC能有效的去除有机物，满足饮用 水要求标准。 本文以长江水源水为研究对象，通过检测生物滤 池进出水水质指标 NH3-N、NO2 --N、CODMn、UV254、 BDOC 等，同时分析滤池对不同分子量区间有机物的 去除效果；对比分析四种生物活性滤池对微污染原水 的净化效果，以期为提高饮用水生物处理能力提供科 学参考。 2 材料与方法 2.1 试验装置 本研究所取样品来源于某市自来水厂净水中试 装置，该装置运行 6个月后净水效果达到稳定， 流 量为 1. 5 m3/ h，其水处理流程见图 1。其中各生物滤 池为内径 25 cm、高 100 cm 的圆柱形有机玻璃管，生 物强化滤池Ⅰ和Ⅱ分别填充柱状活性炭+砂（2:1）和 颗粒活性炭+砂(2:1)，生物活性炭滤池I和Ⅱ分别填充 柱状活性炭和颗粒活性炭(活性炭性能参数见表 1)。生 物强化滤池的运行条件：空床接触时间（EBCT）为 10 min，气水联合反冲，气反冲强度 6 L/s·m2，历时 5 min，水反冲强度 15 L/s·m2左右，历时 10 min；生物 活性炭滤池的运行条件：EBCT为13.5 min，气水联 合反冲，气反冲强度 5 L/s·m2，历时 5 min，水反冲强 度12 L/s·m2左右，历时 15 min。  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 混凝、沉淀 过滤 水源水 水箱 Figure 1. Flow diagram of water treatment process 图1. 水处理流程 Table 1. Characteristics of activated carbon 表1. 颗粒与柱状活性炭的性能参数 指标 颗粒状活性炭 柱状活性炭 强度/% 95.4 97.9 表观密度/（g.L-1） 513 500 pH 8.6 8.9 总灰分/% 9.1 11.8 碘值/（mg.g-1） 1003 938 亚甲蓝值/（mg.g-1） 262 232 丁烷值/% 24.2 23.4 四氯化碳值/% 62.19 60.14 糖蜜值/（mg.g-1） 158 152 单宁酸值/(mmol·L-1) 2.85 2.76 有效粒径(mm) 0.60 1.48 均匀系数 1.88 1.15 2.2 原水水质 在实验期间原水中溶解性有机碳（DOC ）、 NH3-N、NO2 --N、浑浊度、pH 和温度分别在 1.2～3.8 mg/L、0.02～1.18 mg/L、0.024～0.200 mg/L、14.0～ 258.0 NTU、7.74～8.06 和4.5～30℃之间。 2.3 检测项目及方法 水质浊度、NH3-N、NO2 --N 和CODMn 指标参照 生活饮用水标准检验方法（GB/T 5750.5-2006）进行 测定。水样经 0.45 μm 的微滤膜过滤后，采用 UV-2000 紫外可见分光光度计测定 UV254 值。BDOC采用生 物砂培养测定法测定，先将待测水样经 0.45 μm膜过 滤，去除悬浮物和胶体，同时去除微生物，然后向待 测水样中接种含有同源细菌的生物砂，在恒温条件下 （一般为 20℃）培养 10 d，测定培养前后 DOC（溶 解性有机碳）的差值即为 BDOC。有机物分子量分布 测定采用超滤膜法，即水样用 0.45 μm微滤膜过滤后， 先测定滤液的 DOC，再分别通过 100 kDa、10 kDa、 5 kDa、1 kDa、0.5 kDa 的超滤膜，再次测定过滤液的 DOC，各个分子量区间的有机物用差减法计算（如图 2）。 3 结果与讨论 3.1 两种生物强化滤池的处理效果 从表 2 可见，两滤池的进水浊度波动较大（即使 在较高进水浊度的情况下），但两滤池的出水浊度一 直稳定在 0.2NTU 左右。与相关研究结果一致，即生 物活性滤池对浊度的去除率较高，出水浊度均能保证 在 1NTU 以下[11-13]。同时还显示，两种不同炭型的 生物强化滤池对浊度去除无差异。生物滤池内稳定生 长的硝化菌可以实现对氨氮高效去除[14],生物强化滤 池I和Ⅱ对 NH3-N 和NO2 --N 平均去除率在80%以上， 良好的去除效果表明生物强化滤池中存在大量的硝 化细菌。 Copyright © 2013 Hanspub 47  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 生物强化滤池 I和Ⅱ对 CODMn 平均去除率分别为 25.0%和26.2%，UV254 为12.0%，BDOC分别为 68.3% 和70.0%。生物强化滤池Ⅱ的去除率稍高于生物强化 滤池 I，但差异无显著性（p > 0.05）。 3.2 两种生物活性炭滤池的处理效果 从表 3 可见，生物活性炭滤池Ⅰ和Ⅱ出水浊度分 别为 0.22和0.19NTU，差别不大，处理效果较好。它 们对 NH3-N、NO2 --N、CO DMn、UV254 和BDOC的去 除率分别达到 84.2%、95.4%、24.0%、16.0%和67.9%， 其中两者对 NH3-N、CODMn 和BDOC 的去除率存在 差异且有统计学意义（p < 0.05），即生物活性炭滤池 Ⅱ高于生物活性炭滤池Ⅰ，这表明颗粒状炭生物滤池 的净水效果要优于柱状炭生物滤池。通过比较两类活 待测水样 0.45μm滤膜 100KD超滤膜 10KD超滤膜 3KD超滤膜 1KD超滤膜 0.5KD超滤膜 测定TOC 差减法计算分子量区间分布 测定TOC DOC 待测水样 0.45μm滤膜 100KD超滤膜 10KD超滤膜 3KD超滤膜 1KD超滤膜 0.5KD超滤膜 测定TOC 差减法计算分子量区间分布 测定TOC DOC Figure 2. Measurement process of molecular weight distribution of organic matter 图2. 有机物分子量分布测定 Table 2. Comparison of purification effect between two biologically-enhanced active filters (n = 3) 表2. 两生物强化滤池的处理效果 (n = 3) 生物强化滤池Ⅰ 生物强化滤池Ⅱ 监测指标 滤池进水 出水 去除率 出水 去除率 浊 度 7.97 0.22 97.2% 0.20 97.5% NH3-N 0.25 0.05 80.0% 0.037 85.2% NO2 --N 0.022 0.001 95.4% 0.001 95.4% CODMn 1.60 1.20 25.0% 1.18 26.2% UV254 0.025 0.022 12.0% 0.022 12.0% BDOC 0.537 0.17 68.3% 0.165 70.0% 注：表中数据为三次测定的平均值 Table 3. Comparison of purification effect between two biological activated carbon filters (n = 3) 表3. 两种生物活性炭滤池的处理效果 (n = 3) 生物活性炭滤池Ⅰ 生物活性炭滤池Ⅱ 监测指标 滤池进水 出水 去除率 出水 去除率 浊 度 0.83 0.22 73.5% 0.19 77.1% NH3-N 0.19 0.03 84.2% 0.02 89.4%* NO2--N 0.022 0.001 95.4% 0.001 95.4% CODMn 1.25 0.95 24.0% 0.86 31.2%* UV254 0.025 0.021 16.0% 0.021 16.0% BDOC 0.486 0.156 67.9% 0.136 72.0%* 注：表中数据为三次测定的平均值，*表示它们之间的差异有统计学意义（p < 0.05） Copyright © 2013 Hanspub 48  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 性炭填料可知，颗粒活性炭的性能参数中糖蜜值、单 宁酸值、碘值大于柱状活性炭，反映颗粒活性炭空隙 结构中大孔、中孔的比例高，微孔结构发达，它们为 微生物提供良好栖息场所，有利于微生物群落生长繁 殖。同时，颗粒活性炭粒径小，均匀度高，过滤过程 的水力剪切力小，滤床上优势群落受到的外部影响 小，滤池的净水效果显著。 另外，有研究表明，应用于微污染水源水处理的 生物活性炭，由于水中有机物含量很低，属于贫营养 环境，因此生长在生物活性炭表面的微生物是以长 1～3 μm的杆菌为主，而且所形成的生物膜也是破裂 分散的，颗粒状活性炭表面存在的1 μm以上凸起有 利于微生物在活性炭表面生存和挂膜，为微生物的生 物作用创造有良好的条件。 综上所述，两种不同炭型填料对生物活性炭滤池 在降低浊度、控制出水中的 NO2 --N 和UV254 等方面影 响不大，两种填料的滤池均能具有良好的去除效果； 但颗粒状炭在去除有机污染物方面的效果要优于柱 状炭。因此，在实际生产工艺中，水厂工艺的改造或 升级中滤池填料的选择上应考虑实际情况综合水处 理目标、滤池结构和活性炭价格等因素，同时参考滤 料除污能力作适宜的选择。 3.3 水源水有机物分子量分布与生物滤池去除效 果 近年来饮用水水源的有机污染已成为全球普遍 存在的主要环境问题之一，随着工业污染和水土流失 的加剧，水源水中有机物含量逐渐提高，成分也越来 越复杂。有研究表明，水源水中有机物分子量分布可 以反映有机物的特性，如我国黄浦江、太湖、长江、 钱塘江流域、杭州水源水、东江、澳门等水源水以低 分子（小分子）有机物为主[15-18]。各种水处理工艺对 于有机物的去除效率相差很大，这与水源水中有机物 在不同分子量区间的分布特性有很大关联。因此了解 水源水中有机物在不同分子量区间的分布特性，有助 于处理工艺的选择[18]。同时我们根据长江南京段水源 水中有机物分子量分布及其不同分子量有机物的特 性出发，对 4种生物滤池的不同分子量有机物去除情 况进行分析评价。 对长江南京段水源水按春夏秋冬四季进行分子 量分布的分析，了解水源水不同季节的水质变化状 况，分析其在不同季节的主要污染物来源具有重要的 作用，对自来水厂选择合适的处理工艺具有重要的指 导作用。由图 3可知，春夏秋冬四季各分子量区间有 机物的 DOC 浓度变化不大，小分子有机物(MW<1 k Dalton)占总的有机物总量的比例在 48%～60%之间， 随季节变化比例稍有不同。夏季小分子区间的有机物 DOC浓度相对较高，大分子区间的有机物基本上低于 其他季节。这一结果与方华等人研究一致，原水 DOC 在各分子量区间的比例受季节影响呈现出一定的变 化，小于1×103 Da 的低分子量有机物比例在夏季(51%) 明显高于春(44%)、秋(44%)、冬(42%)三季，而大于 10×103Da 的大分子量有机物比例在夏季(20%)则低于 春(24%)、秋(26%)、冬(28%)三季[15]。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 <0.5k0.5k~1k1k~5k5k~10k 10k~100k>100k 分子量区间 DOC(mg/L) 春季 夏季 秋季 冬季 Figure 3. Molecular weight distrubution of raw water from Yangzi River 图3. 长江水源水中有机物的分子量分布 Copyright © 2013 Hanspub 49  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 从表 4可知，春夏秋冬原水中分子量为 1 k～5 k 的有机物分别占 26.8％、9.8%、16.9%和16.3%，而 小于 1 k的分别占 48.3％、60.0%、51.2%和52.8%， 长江南京段水源水以低分子（小分子）有机物构成为 主，本研究结果与其他相关研究类似[15,17]。 李发站等[19]研究显示曝气生物滤池单元对分子 量小于 0.5 kD(道尔顿)的有机物去除率最高，其次是 分子量介于 1 kD～3 kD的有机物；生物活性炭单元 对分子量小于 10 kD 的有机物均能有效去除，分子量 越小，去除率越高。从表 5和6可知，生物滤池(生物 活性炭滤池和生物强化滤池)对低分子有机物的去除 率高于高分子有机物。各滤池对不同分子量的有机物 去除率存在明显的梯度，即对分子量小于 1 kD的有 机物去除率最高、分子量在 1 kD～10 kD 之间的有机 物次之，大于 10 kD的有机物最低。对低分子量有机 化合物来 说，生物强化滤池II 对其去除率要高于生物强化滤池 I，生物活性炭滤池 II 的去除率也高于生物活性炭滤 池I。 生物滤池对有机物的去除率在不同季节是不同 的，生物活性炭滤池对分子量小于 0.5 kD 的有机物的 去除率较高，并随季节不同在 42.8%～80.4%之间变 化；而生物强化滤池对该分子量范围有机物的去除率 在16.6%～41.1%之间。生物活性炭滤池对 0.5 kD～1 kD 之间有机物的去除率随季节波动在 21.2%～71.0% 之间；而生物强化滤池对该分子量范围的有机物去除 率在 20.3%～30.6%。生物活性炭滤池对 1 kD～10 kD 之间有机物也有一定去除作用，去除率随季节波动在 17.5%～46.6% 之间，而生物强化滤池对该分子量范 围有机物的去除率在 11.8 %～28.7%。生物活性炭滤池 和生物强化滤池对大于 10 kD 有机物的去除率小于 14%。 Table 4. Molecular weight distru bution of organics in Yan gtze River 表4. 原水中有机物分子量分布 (n = 3) 原水 DOC 分子量分布区间 季节 数值(mg/L) 占总量比率(%) 春季 0.261 12.2 夏季 0.403 20.0 秋季 0.324 16.5 < 0.5 k 冬季 0.448 20.2 春季 0.772 36.1 夏季 0.807 40.0 秋季 0.682 34.7 0.5 k~1 k 冬季 0.724 32.6 春季 0.573 26.8 夏季 0.198 9.8 秋季 0.332 16.9 1 k~5 k 冬季 0.362 16.3 春季 0.299 14.0 夏季 0.244 12.1 秋季 0.300 15.3 5 k~10 k 冬季 0.244 11.0 春季 0.077 3.6 夏季 0.163 8.1 秋季 0.102 5.2 10 k~100 k 冬季 0.206 9.3 春季 0.156 7.3 夏季 0.205 10.2 秋季 0.224 11.4 >100 k 冬季 0.238 10.7 注：表中数据为三次测定的平均值 Copyright © 2013 Hanspub 50  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 Table 5. Removal rate of organics at different MW ranges by the biologically-enhanced active filter type I and biological activ ated carbon filter type(Ⅰn = 3) 表5. 生物强化滤池Ⅰ和生物活性炭滤池Ⅰ对不同分子量区间有机物的去除效果 (n = 3) 生物强化滤池Ⅰ 生物活性炭滤池Ⅱ 分子量分布区间 季节 进水 DOC (mg/L) 出水 DOC (mg/L) 去除率 (%) 进水 DOC (mg/L) 出水 DOC (mg/L) 去除率 (%) 春季 0.260 0.174 33.2 0.252 0.144 42.8 夏季 0.401 0.251 37.5 0.404 0.131 67.6 秋季 0.322 0.269 16.6 0.318 0.088 72.3 < 0.5 k 冬季 0.445 0.361 18.9 0.439 0.137 68.8 春季 0.757 0.603 20.3 0.720 0.477 33.7 夏季 0.791 0.574 27.4 0.801 0.287 64.2 秋季 0.668 0.457 31.6 0.678 0.254 62.6 0.5 k~1 k 冬季 0.710 0.555 21.8 0.719 0.248 65.5 春季 0.564 0.495 12.2 0.526 0.414 21.4 夏季 0.188 0.144 23.5 0.172 0.106 38.7 秋季 0.320 0.250 22.0 0.322 0.176 45.3 1 k~5 k 冬季 0.348 0.253 17.4 0.348 0.220 36.7 春季 0.239 0.210 12.1 0.218 0.151 30.7 夏季 0.195 0.145 25.8 0.205 0.139 32.4 秋季 0.240 0.203 15.5 0.251 0.177 29.6 5 k~10 k 冬季 0.195 0.171 12.3 0.232 0.173 25.3 春季 0.057 0.052 8.3 0.077 0.070 8.5 夏季 0.103 0.094 8.8 0.101 0.095 6.3 秋季 0.086 0.081 5.6 0.082 0.078 5.4 10 k~100 k 冬季 0.166 0.145 12.4 0.154 0.138 10.2 春季 0.063 0.059 6.5 0.050 0.047 5.8 夏季 0.105 0.101 4.6 0.098 0.095 3.5 秋季 0.135 0.123 9.0 0.120 0.114 4.7 > 100k 冬季 0.126 0.118 6.3 0.123 0.117 5.0 注：表中数据为三次测定的平均值 研究表明，消毒副产物(DBPs)中的 CHCl3和 CHCl2主要是由分子量为 1000～500 Dalton的有机物 产生，而毒性更大的 CHClBr2和CHBr3则是由分子量 小于 500 Dalton 的有机物产生[20]。 因此在制水工艺氯化消毒处理前，应采用有效的 方法消除低分子量有机物，方能确保出水水质。一些 研究显示常规净水工艺对大分子量(大于10 × 103 Dalton)有机物去除较为有效，而对低分子量有机物去 除效果则较差[21-22]。 长江原水以小分子量有机物为主而常规工艺主 Copyright © 2013 Hanspub 51  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 Table 6. Removal rate of organics at different MW ranges by the biologically-enhanced active filter type and biological activated carbon Ⅱ filter type(nⅡ = 3) 表6. 生物强化滤池Ⅱ和生物活性炭滤池Ⅱ对不同分子量区间有机物的去除效果 (n = 3) 生物强化滤池Ⅱ 生物活性炭滤池Ⅱ 分子量分布区间 季节 进水 DOC (mg/L) 出水 DOC (mg/L) 去除率 (%) 进水 DOC (mg/L) 出水 DOC (mg/L) 去除率 (%) 春季 0.260 0.159 38.8 0.252 0.129 48.8 夏季 0.401 0.236 41.1 0.404 0.079 80.4 秋季 0.322 0.251 22.0 0.318 0.068 78.6 <0.5 k 冬季 0.445 0.366 17.8 0.439 0.096 78.1 春季 0.757 0.577 23.8 0.720 0.567 21.2 夏季 0.791 0.542 31.5 0.801 0.232 71.0 秋季 0.668 0.483 27.7 0.678 0.215 68.3 0.5 k~1 k 冬季 0.710 0.528 25.6 0.719 0.224 68.8 春季 0.564 0.485 14.0 0.526 0.434 17.5 夏季 0.188 0.134 28.7 0.172 0.098 43.0 秋季 0.320 0.236 26.2 0.322 0.172 46.6 1 k~5 k 冬季 0.348 0.273 21.6 0.348 0.193 44.5 春季 0.239 0.199 16.7 0.218 0.126 42.2 夏季 0.195 0.146 25.1 0.205 0.131 36.1 秋季 0.240 0.188 21.7 0.251 0.164 34.7 5 k~10 k 冬季 0.195 0.172 11.8 0.232 0.169 27.2 春季 0.057 0.053 7.0 0.077 0.071 7.8 夏季 0.103 0.092 10.7 0.101 0.091 9.9 秋季 0.086 0.080 7.0 0.082 0.078 4.9 10 k~100 k 冬季 0.166 0.144 13.2 0.154 0.139 9.7 春季 0.063 0.057 9.5 0.050 0.043 14.0 夏季 0.105 0.096 8.6 0.098 0.092 6.1 秋季 0.135 0.120 11.1 0.120 0.114 5.0 > 100 k 冬季 0.126 0.116 7.9 0.123 0.101 2.9 注：表中数据为三次测定的平均值 要对大分子量有机物去除效果好的特性，需要通过其 他的处理工艺来去除水中小分子量的有机物，才可能 从根本上提高出水水质。在本研究中使用生物活性炭 滤池和生物强化滤池能有效的去除大分子量在 10 kD 以下的有机物，特别是对原水中占多数的小于1 K 的 有机物去除效果显著。这说明可通过生物强化滤池和 生物活性炭滤池处理单元来完善常规工艺对水源水 中不同分子量的去除，实现各处理单元的互补性，达 到净水的目的。 4 结论 （1）生物强化滤池 I和II 对CODMn 平均去除率 Copyright © 2013 Hanspub 52  不同生物活性滤池处理长江微污染原水的比较研究 分别为 25.0%和26.2%，UV254 为12.0%，BDOC 分别 为68.3%和70.0%。生物强化滤池II的去除率稍高于 生物强化滤池 I，但差异无显著性（p > 0.05）。两个生 物活性炭滤池有良好的除污效果，它们对 NH3-N、 NO2 --N、CODMn、UV254 和BDOC 的去除率分别达到 84.2%、95.4%、24.0%、16.0%和67.9%，其中两者对 NH3-N、CODMn 和BDOC 的去除率存在差异且有统计 学意义（p < 0.05），即生物活性炭滤池 II 高于生物活 性炭滤池 I，这表明颗粒状炭生物滤池的净水效果要 优于柱状炭生物滤池。 （2）长江原水中的溶解性有机物主要由小于 1 K 的有机物构成；生物活性炭滤池和生物强化滤池对低 分子有机物的去除率高于高分子有机物；对低分子量 有机化合物来说，生物强化滤池 II 对其去除率要高于 生物强化滤池 I，生物活性炭滤池 II 的去除率也高于 生物活性炭滤池 I。 参考文献 (References) [1] L. 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