西北地区干旱少雨,饮用水源匮乏,农村水源水高锰酸盐指数、氨氮水质指标轻微超标的现象时有发生,饮用水源的微污染现象比较普遍。城市常用的水处理工艺无法满足农村微污染水源水处理的实际情况。针对西北农村水源水高锰酸盐指数、氨氮水质指标轻微超标问题,研究适宜于西北农村使用的小型化、简单且易于管理的处理工艺,具有重要的实际意义。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)考察了悬浮载体生物膜法中不同类载体的挂膜能力以及不同单因素对载体反应器去除高锰酸盐指数、氨氮去除能力的影响。实验中选取了五种不同的悬浮载体进行单因素实验,根据高锰酸盐指数及氨氮实验结果的比较,最终优选出去除效果最佳的载体。研究中发现,聚氨酯泡沫载体在微污染水源水有机物及氨氮的处理过程中表现出极其稳定且高效的降解能力,因此实验针对聚氨酯泡沫载体生物膜反应器进行了单因素影响研究,最终得出在反应周期为6h、溶解氧3-5mg/L、pH为8-9、填充率为20%的运行参数下,可得出高锰酸盐指数的去除率为89%、氨氮的去除率为85%,出水中高锰酸盐指数浓度为2mg/L、氨氮浓度为0.09mg/L,均满足地表水源水Ⅱ类水质标准。(2)考察了三种不同化学氧化剂高锰酸钾、次氯酸钠、臭氧针对微污染水中的有机物及氨氮进行化学预氧化处理,实验结果表明了三种氧化剂的最佳反应参数值。响应面软件中的Box-Behnken法中心组合设计方法的应用,考察了氧化剂的投加量、搅拌时间、pH等交互影响对化学预氧化法去除水中有机物、氨氮的作用。研究建立了相关的二次多项式数学模型,以有机物、氨氮去除率作为响应值,确定出高锰酸钾在投加量9.3mg/L、搅拌时间33min、pH为9.0的条件下,有机物和氨氮的去除率分别为56.3%、18.6%;次氯酸钠的有效氯投加量5mg/L、搅拌时间30min、搅拌速率300r/min、pH为4,最佳进水有机负荷为10-16mg/L,在此条件下次氯酸钠对有机物、氨氮的平均去除率可分别达43.2%、11.4%。;臭氧投加量3.9mg/L、接触时间33min、pH为7.5,在此条件下有机物和氨氮的去除率分别达44.1%、36.6%,出水中高锰酸盐指数、氨氮均满足地表水源水Ⅱ类水质标准。(3)考察了以PAFC为混凝剂的混凝沉淀法对高浊度微污染雨水中有机物、氨氮、浊度、UV254等水质指标的去除效果;通过混凝剂投加量、搅拌时间、pH、沉淀时间等单因素,确定了单因素影响的最优参数值。响应面软件中的Box-Behnken中心组合设计方法的应用,可以考察得出混凝剂投加量、搅拌时间、pH、沉淀时间、沉淀比表面负荷等各因素交互作用对混凝沉淀法去除水中高锰酸盐指数、氨氮、UV254、浊度等污染物的影响。研究建立相关的二次多项式数学模型,以高锰酸盐指数、氨氮、UV254、浊度等去除率为响应值,确定出PAFC投加量为1.5mL/L、pH为8.5、搅拌时间为23min。在此反应条件下,高锰酸盐指数、氨氮、浊度、UV254的去除率分别为69.4%、36.5%、99.9%、70.8%,出水中高锰酸盐指数、氨氮均达到地表水环境质量标准Ⅱ类水质的要求。