近年来,随着社会经济的快速发展,饮用水源污染的问题也逐渐加剧。同时,人们出于对较高生活质量的追求,希望寻求更为干净的饮用水,饮用水水质标准也因此更加严格,传统的常规给水处理工艺已经不能满足时代的需求。本文主要针对以氨氮为特征污染物的污染原水,采用反粒度生物滤池进行处理研究,并与较为广泛应用的生物接触氧化池进行了对比分析。一方面研究了反粒度生物滤池在污染原水处理应用中的可行性及运行效能,另一方面也对其运行中的反冲洗、初滤水浊度、水头损失等问题进行了优化研究。试验通过对不同温度下污染物指标的长期监测,分析结果显示:反粒度生物滤池对氨氮、亚硝酸盐氮、CODmn、浊度、UV254、TOC的去除效果优于生物接触氧化池,而且二者都能有效的去除原水中的铁、锰。同时低温期试验结果表明,低温影响了二者对氨氮、亚硝酸盐氮、CODmn的去除效果,而对浊度、UV254基本没影响。更为重要的是,在满足处理要求的前提下,反粒度生物滤池运行能耗只有生物接触氧化池运行能耗的18.26%。针对反粒度生物滤池运行中的问题的优化研究表明,在常温期(水温≥10℃)气水比宜为1:4,低温期(水温<10℃)气水比宜为1:5,在此条件下,既能取得较好的处理效果,又能实现较大程度节能。运用控制变量法研究了反冲洗过程中气水强度的影响及作用,确定了最佳反洗程序为:(1)底部排空3min,(2)单独气洗3min,气强度为14.0L/(m2·s),(3)气水联合反冲洗6min,气强度为14.0L/(m2·s),水强度为3L/(m2·s),(4)单独水反冲洗6min,水强度为3L/(m2·s),(5)单独水正冲洗4min,水强度为6L/(m2·s);(6)在此基础上每1.5月进行一次强洗,气水联洗和单独水反冲洗阶段水强度变为10L/(m2·s),其余参数不变。通过对初滤水浊度问题的分析,采取排放初滤水、静置、缓慢增加滤速、降低初始滤速以及添加助凝剂等方法,探讨了降低初滤水浊度影响的思路和措施。通过考察水头损失变化,与下向流滤池相比,反粒度生物滤池的周期更长,水头损失更低,这也说明了其在截污性能上具有较大优越性。另外,对生物接触氧化池的运行也进行了优化,对氨氮降解过程中三氮转化规律的研究结果显示:在第一格内亚硝化速率高于硝化速率,亚硝化作用(AOB)占优势;在过渡区内硝化速率高于亚硝化速率,硝化作用(NOB)占优势;在第二格内生物作用较弱,亚硝化和硝化过程都非常缓慢。