我国西部典型干旱缺水地区普遍存在资源性缺水和水质性缺水等问题,其广大农村地区居民普遍饮用仅简单处理的河、溪、坑、塘、山泉及地下水,水质风险高,这些地区地下水受铁锰、氨氮污染的风险较高,地表水存在夏秋季高浊高藻、冬春季低温低浊问题。水体常规水处理工艺有主要去除水体中的微生物和浊度,难以有效去除溶解性微污染物。本研究以聚氨酯为填料的生物滤池为实验主体。将生物滤池挂膜启动,研究了其在不同滤速、滤料厚度及进水有机物与NH4+-N浓度下的运行情况;对生物滤池去除有机物及NH4+-N建立了降解动力学方程;对聚氨酯作为填料时的吸附特性做出研究;考察了生物滤池停运后的恢复能力。课题来源于国家重点研发计划“西部典型缺水地区农村供水排水一体化技术及应用示范”―“宁夏河套地区农村饮用水与污水处理关键技术研究与示范（2016YFC0400705）”项目中微污染有机物与氨氮处理技术的研究相关内容。主要研究成果为:（1）实验采用自然挂膜的方法,启动聚氨酯填料的生物滤池,观察发现载体颜色逐渐变深,载体附着的生物膜逐渐增多。在反应30天后其CODMn去除率稳定在45%左右,出水浓度稳定在3mg/L以下,NH4+-N的去除率达到80%以上,并一直保持稳定,此时可以看到滤料长出褐色的糊状物质,并且此后CODMn和NH4+-N去除率稳定在45%和85%左右基本不再发生变化,这说明反应器的挂膜启动已经成功。（2）考察了生物滤池不同滤速和滤料厚度时的去除效果:滤速越低和滤料越厚处理效果越好,当滤速为0.1m/h滤料厚度为1m时处理效果最好,其出水浓度平均CODMn为2.61 mg/L,NH4+-N为0.05mg/L,NO2--N为0.01mg/L以下,NO3--N有少量去除,TFe为0.04mg/L,Mn2+为0.03mg/L。但综合处理水量因素考虑,认为该生物滤池的最佳滤速应为0.4m/h,此时出水浓度平均CODMn为2.76 mg/L,NH4+-N为0.15mg/L,NO2--N为0.02mg/L,NO3--N有与进水基本保持一致,TFe为0.08mg/L,Mn2+为0.03mg/L。（3）研究了不同氨氮和有机物进水浓度时,生物滤池对各类污染物的去除情况:高氨氮浓度进水（2mg/L）和高有机物浓度进水（8mg/L）时,出水CODMn浓度平均为3.64 mg/L和3.68mg/L,出水NH4+-N浓度平均为0.66mg/L和0.51mg/L。（4）建立了生物滤池去除CODMn和NH4+-N的动力学模型,通过实验线性拟合分别得到动力学方程,S=S×e.,S=S×e.。通过实验对生物滤池去除CODMn及NH4+-N的动力学方程进行验证。经计算,CODMn及NH4+-N的去除实验检测值与动力学模型计算值基本吻合,表明该动力学方程基本可以反映对CODMn及NH4+-N的去除规律。（5）研究了填料（聚氨酯）的吸附性能,建立了聚氨酯对各类污染物的等温吸附模型和吸附动力学模型。聚氨酯对有机物、NO3--N和TFe的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,NH4+-N符合Langmuir模型,Mn2+则是Freundlich模型和Langmuir模型都可以较好符合。有机物、NH4+-N和TFe符合伪二级动力学模型,NO3--N和Mn2+符合伪二级动力学模型。聚氨酯对各类污染物均有吸附作用,生物滤池运行时对有机物、NH4+-N、NO3--N、TFe和Mn2+的吸附量约为55mg/kg、90mg/kg、55mg/kg、25mg/kg和30mg/kg,有利于微生物的附着生长和生物滤池的稳定。该吸附过程具有可逆性,易于脱附再生。（6）考察了聚氨酯填料的生物滤池的稳定性能,即停止运行后的恢复能力:以聚氨酯填料的生物滤池恢复期较短,生物滤池停运天数为五天至十天时需要四天时间能恢复到正常运行状态,此时对Mn2+的去除效果恢复较慢;停止运行十五天天时,需要五至六天恢复到之前的处理效果。停止运行十五天后,刚开始重新进水时CODMn、NH4+-N、TFe和Mn2+的去除均受不同程度的影响,去除率下降幅度较大,之后去除能力又由于生物滤池的继续运行而逐步恢复进一步说明了生物滤池处理去除废水时主要是由生物膜的降解作用完成的。