微污染原水是指部分项目超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水体标准的饮用水源水。目前,我国饮用水水源水质形势严峻,全国七大水系均存在不同程度的污染,以有机物、氨氮等为特征污染物的微污染原水,易引发水源藻类污染和饮用水消毒副产物的产生,现有水厂的常规处理工艺已经不能保证出水水质,生物过滤作为微污染水强化常规处理方法的一种,集生物降解、物理截留等功能于一体,可以提高水中污染物质的去除能力,改善水厂出水水质,受到学术界的广泛关注。　　 凹凸棒土来源广泛,比表面积大,吸附性能较好,且成本低廉,在水处理领域已经得到初步应用。以凹凸棒土为主要原料,加入一定比例的硅藻土、高岭土、沸石等天然矿物,经原材料加工、配料、造粒、烘干、焙烧,成功研制成凹凸棒均质滤料,在提高滤料含污能力同时,能够充分发挥滤料挂膜后的生物降解功能,因此,开展微污染原水凹凸棒均质滤料生物过滤技术研究,对于现有水厂的升级改造,有效处理微污染原水,具有重要现实意义。　　 本研究基于生物过滤处理微污染水的作用原理,以自主研发的凹凸棒均质滤料为对象,探讨了滤料的表征和评价方法,根据试验结果分析了其静态吸附性能,研究了该滤料生物过滤的除污能力、影响因素及作用机理,并建立和验证了微污染水凹凸棒均质滤料生物过滤动力学模型。　　 本研究比选了三种凹凸棒球形均质滤料,分析其主要组成元素(氧、硅和铝),满足饮用水处理滤料的卫生安全要求。滤料内部具有发育良好的微观孔结构,对水中有机物具有良好的吸附性能,C型滤料对CODMn和氨氮的吸附量可达0.086mg/g和0.265mg/g。利用分形理论的计算方法,确定C型滤料分形维数最大为3.222,表面粗糙度好,孔径分布合理,负载微生物量大。　　 生物过滤试验表明:凹凸棒均质滤料自然挂膜容易,30天左右启动完成。正常运行阶段,在8m3/(m2·h)水力负荷条件下,滤柱对CODMn,NH3-N和浊度平均去除率为17.5％,65.6%和88.6%。滤柱生物相主要有球菌和杆菌,生物量上高下低(与水中有机物浓度分布相关)。采用能谱分析方法准确测定滤料挂膜前后碳含量,其差值能够体现生物量变化,认为该法可以作为一种评价生物量大小的辅助工具。生物过滤对有机物降解主要发生在滤柱上部进水端,进出水水质及生物相分析表明,有机物去除是物理吸附和生物降解的协同作用的结果。凹凸棒均质滤料生物滤柱含污能力较大,在相同过滤周期内水头损失较石英砂滤柱小并且增长慢。　　 以稳态生物膜模型为基础,利用算法简单,计算容易的二分法对迭代法进行优化,计算出本实验中的生物膜厚度为43.68μm。采用常规好氧生物处理的测定方法,测定出凹凸棒均质滤料生物过滤的有机物降解半速率常数和最大比基质利用率分别为2.02mgBDOC/L和0.211mgBDOC/(mg·h),说明贫营养微生物为了适应低基质生存条件,具有较高的基质亲和能力和良好的有机物降解能力。在17.5℃条件下,凹凸棒均质滤料的μmax为0.191h-1,较活性炭0.195 h-1小,但比无烟煤0.184 h-1要高,说明凹凸棒均质滤料能够为微生物生长提供良好的栖息环境。　　 本研究所建立的模型可以较为准确的模拟生物过滤对可生物降解有机碳的降解情况,求解的附着生物量与利用脂磷法测定值基本一致,可以作为饮用水生物过滤工艺研究与设计的有效工具。