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我国西北地区幅员辽阔,其占全国国土总面积的35.4%,该地区主要自然特征为半干旱和干旱气候,水源匮乏,降雨是生活水资源重要的补充。人们利用屋面、庭院、自然山坡面等处收集雨水,兴建水窖等集雨设施,用于缺水季节为人畜生活提供饮用水源。但降雨将降尘、动物粪便、生活垃圾、农业废弃物、农机废弃物等有机、无机污染物带入窖水中,从而造成水质污染。水质污染状况普遍存在,卫生风险高,严重威胁着当地人的身体健康。目前,急需研发以家庭为单位的分散型窖水处理技术。生物慢滤技术工艺原理简单易懂,水质净化效果好,可降低原水中各种污染物含量,一般不需消毒单元即可达到饮用水水质标准;建造可因地制宜就地取材,初期建设成本低,在运行中不需投加水处理药剂,运行成本低,经济性优越,适合农村分散式水净化需求。本文通过4套填装不同有效粒径滤料的滤柱,研究了各种污染物的去除效果,优化滤料粒径、间歇式运行恢复期和运行期、以及补砂混合式运行挂膜期和运行期的实验研究。采用自然挂膜方式运行,在运行期出水水质均满足国家饮用水标准。得出3种不同级配滤料对污染物的去除效果顺序为0.28mm>0.39mm>0.50mm,但影响效果不明显。滤料有效粒径越大,挂膜期有增加的趋势,有效粒径0.28mm和0.39mm的滤柱挂膜期为20天,有效粒径0.50mm的滤柱挂膜期为25天;3种不同级配滤料对运行周期的影响顺序为0.39mm>0.50mm>0.28mm。间歇式运行生物慢滤工艺对污染物去除有良好的效果,该工艺生物层的恢复期短,并且增加了滤柱的运行期。1、2、3、4、7、10天间歇期工艺的生物层恢复期分别为1天、3天、4天、4天、5天、5天,延长运行期分别为6天、9天、15天、21天、15天、15天。6种间歇期工艺中4天间歇期工艺滤料生物层恢复周期短,滤柱运行期延长时间最长,去除效率较高。补砂混合式生物慢滤工艺对污染物去除有良好的效果,在运行期出水水质均满足国家饮用水水质标准。该工艺缩短了生物层的挂膜期,提高了出水水质,但同时缩短了运行期。不补砂混合30mm工艺挂膜期3天、运行期11天;补砂10mm混合40mm工艺挂膜期3天、运行期27天;补砂20mm混合50mm工艺挂膜期4天、运行期39天;补砂30mm混合60mm工艺挂膜期5天、运行期42天。4种补砂混合工艺中补20mm混合50mm工艺出水水质最好,挂膜效率与运行期相对最佳。滤柱遮光对滤柱的运行效果影响不同:传统生物慢滤工艺,滤柱遮光对污染物去除效果有益;间歇式生物慢滤工艺和补砂混合式生物慢滤工艺,滤柱遮光效果不明显。