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面对饮用水水源污染日益严重而传统自来水厂无法保证供水水质的安全性的严峻局面,研究新型净水工艺迫在眉睫。本文对“跌水曝气生物接触氧化-超滤”组合工艺处理微污染原水进行了较为系统的研究。考察了在低温季节,以跌水曝气充氧方式的三阶式生物接触氧化池的挂膜特性,研究了水力停留时间、跌水高度、污染物负荷等条件对生物接触氧化池处理效率的影响,污染物在各阶氧化池中沿填料层高度的去除规律,分析比较了各阶生物接触氧化池中两种填料挂膜的生物量;在超滤处理前采用了砂滤和陶粒过滤两种预处理,比较了两种滤料的处理效果;研究了超滤对各主要污染物的去除效果、超滤膜的运行特性。研究结果表明:(1)在低温季节,采用自然挂膜的方法,使用弹性填料的跌水曝气生物接触氧化池从启动到生物膜培养成熟大概要30～40天;(2)污染物在生物接触氧化中的去除率随水力停留时间(HRRT)的增大而增大,而在HRT<1.6h范围内HRT的影响较为显著,当HRT=1.6h时,生物接触氧化池对浊度、氨氮、CODMn、藻类和UV254的去除率分别为:52%、35.9%、19.8%、71.0%和5.9%;(3)在各阶生物接触氧化池中,单位重量的弹性填料挂膜的生物量高于单位重量组合填料所挂膜的生物量。(4)超滤膜对浊度、氨氮、CODMn、藻类和UV254的平均去除率分别为95.5%、13.9%、16.3%、84.2%和6.9%;(5)超滤采用死端式运行时,每隔40min排放浓缩水一次(即错流式运行一次),历时1min,每2h进行清水反冲洗,反冲洗流量为1800L/h,历时2～3min可以缓解膜污染。(6)采用0.5%的NaOH加含有效氯量为10mg/L的NaClO混合溶液,对超滤膜进行循环清洗40min后,超滤膜的比渗透通量恢复到初始通量的80%左右。(7)在平均水温7.6℃时,生物接触氧化的水力停留时间(HRT)=1.6h时,组合工艺对浊度、氨氮、CODMn、藻类和UV254的去除率分别为99.1%、44.0%、35.3%、97.9%和6.9%,处理效率优于常规工艺,且工程投资单价与制水成本和传统工艺相差无几。