膜分离技术

近年来，膜分离技术发展迅速。膜分离技术可以有效地去除水中的嗅味、色度、消毒副产物前体及其它有机物和微生物。1993年公布的《消毒剂和消毒副产物法规》（初稿）中，对于消毒副产物进行了控制，膜分离技术是其中最佳的处理工艺之一。随着膜技术的发展和普遍使用，膜的价格已经大幅度下降。膜分离作为一种水中有机物和微生物去除的新工艺，将会对给水处理产生重要的影响。在我国，膜分离技术主要应用于特种供水，如沙漠作业、深山探矿、海水淡化、纯水制备等。

生物处理及相关技术在饮用水水处理中的进展

饮用水生物处理进展

1971年日本小岛贞男首次成功的将生物接触氧化法应用于富营养活水源水预处理，可以去除藻类60%~80%，氨氮90%以上，臭味50%~70%，使水厂出水水质得到明显改善，把本来属于污水处理应用范畴的生物法引入了给排水处理领域。此后应用水生物处理技术在欧洲得到普遍应用。饮用水生物处理技术在美国的研究较晚，适于80年代中期，工程上的应用指导近几年才开始。这主要是因为：①美国饮用水水源96%时采用地下水，所受到的污染较小；②随着对消毒副产物独立学研究的进一步深入，对其致癌特性有了充分的认识，对如何控制消毒副产物的前提有较好的去处能力，所以得到深入的研究；③对生物法的引入会不会导致新的三致污染物的产生，出水会不会有生物稳定性，给水界经过长期反复探讨后才对生物予以肯定，这是为什么生物法在美国饮用水处理领域应用的较晚的主要原因。

饮用水生物处理是指借助于微生物群体的新陈代谢活动，对水中的有机污染物以及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐或铁、锰等无机物质有效去除。生物处理单元可设在传统净水工艺中不同的位置，如果作为预处理，能够有效的改善水的混凝沉淀性能，并减少混凝剂投加量达25%左右；对于富营养化湖泊水，可以完全替代预氯化工艺，并且避免了预氯化引起的卤代有机物的生成，这对于降低水的致突活性，控制三卤甲烷物质的生成时十分有利的；生物处理工艺设置在沉淀出水后，可以减轻后续处理的负荷，延长过滤或活性炭吸附等物化处理工艺的使用周期，最大可能的发挥水处理工艺的整体作用，降低水处理费用。

目前在饮用水处理中采用的生物反应器大多数是生物膜类型的，由于生物膜反应其中，吸附在载体上的生物种类和数量较多，形成薄层结构的微生物聚合体，即生物膜，所以生物量的停留和积累大于悬浮生物处理系统，并减少了微生物尤其是生长缓慢、世代周期较长的微生物被冲刷掉的可能性。但是饮用水生物膜法处理与污水生物膜法处理在特性上有明显的不同，首先是有机物相对来说要少的多；其次，微生物生长特性不同，生长在饮用水生物载体上的微生物多数是贫营养菌，如土壤杆菌、嗜水气单胞菌、黄杆菌、芽菌和纤毛菌等。这些贫营养微生物对可利用基质有较大的亲和力，且呼吸速率低，有较小的最大增值速度和Monod半速率常数。所以在营养比较贫乏的饮用水源条件下，能够充分利用水中的有机物。并且，贫营养菌还可以通过二次基质的利用去除浓度基地的为两难降解的有机物。

饮用水生物处理机理研究进展

给水处理生物膜模型设计要从微生物生长动力学、营养物即可降解物质的传输动力学考虑。近年来模型的建立已经从纯粹经验性模型到以Monod方程和基质的Fick扩散模型为基础的半经验半理论模型。Futtmann认为生物膜内部基质利用至少要考虑三个过程：液相内物质传输到生物膜，生物膜内部物质的传输和生物膜利用基质的动力学。

在此基础上，它提出了生物膜反应器的模型，并一直在完善和发展之中，先后发展了稳态生物反应器中单菌属的反应模型、多菌属反应模型，尤其对多菌属生物反应器中各菌属之间的关系作了定量化的研究，其中对异养菌和自养菌在生物膜中的竞争、共生关系作了非常透彻得描述。这些成果越来越接近生产运行中的生物反应单元，所以有一定的使用价值。Huck研究了在生物反应其中进水AOC浓度或三卤甲烷的浓度与去除率的关系，发现均呈一级反映关系，此模型对于给水处理生物反应器在实际设计中有一定的应用价值。在实际设计中有一定的应用价值。