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本课题以南方某水厂原水作为实验原水,浊度为5-2ONTU, TOC含量2.0mg/L,配置成NH3-N浓度为2.5～3.0mg/L,三氯甲烷为30～45μg/L。以自制纳米Fe2O3改性砂NMS (nano-modified sand)填充至筛网袋作为生物预处理装置BNMSC (nano-modified sand conlandar).并以NMS作为生物滤料BNMS(Biological NMS),研究改纳米Fe203改性砂生物筛网BNMSC预处理联合常规混凝-沉淀及BNMS过滤工艺(简称：联合工艺)对NH3-N与三氯甲烷及三氯甲烷前驱物TOC的去除效果。实验结果如下：1、生物筛网(BNMSC)对氨氮的预处理效果：BNMSC生物挂膜成熟期为8天。此时,BNMSC对NH3-N的去除效果稳定在40%左右,BNMSC表面生物量为4Onmol-P/g。曝气强度(气水比)为1：1时,BNMSC对NH3-N的预处理效果最佳(去除率为41.5%)。BNMSC对原水浊度去除率为40%。有BNMSC预处理时,后续常规混凝-沉淀工艺对氨氮的去除效果提升了15%,后续NMS过滤的生物挂膜时间缩短至8天。无BNMSC预处理工艺,NMS过滤的生物挂膜时间需12天。2、最佳滤速下BNMS对氨氮的过滤效果：BNMS滤柱最佳滤速为6m/h。过滤周期达86h。BNMS滤柱去对NH3-N的去除率为92%,能去除原水中45%的NH3-N含量,BNMS滤柱出水浊度保持在0.1 NTU以下。BNMS出水粒径均值为50nm(原水200nm)。原水zeta电位为-17mV, BNMS出水zeta电位在-6mV。BNMS滤柱的中上层(0-50cm)微生物量分布最集中。表层生物量约为40nmol-P/g,距表层10cm处生物量最高(达60nmol-P/g)。25cm-50cm处生物量为35-40nmol-P/g。滤层中下部(距离滤层表面50cm以下)生物量低于20 nmol-P/g。BNMS滤柱在滤层中上部0-30cm水头损失较高,没有出现表层局部滤层水头损失过大,过滤周期急剧缩短的现象。在过滤终了时,滤柱表面以下0～10cm、10cm-30cm、 30cm-70cm及70-100cm滤层的水头损失分别为65cm、67cm、7.5cm、6cm。3、联合工艺对三氯甲烷的去除效果：预处理曝气吹脱的作用协同BNMSC生物膜吸附对三氯甲烷有明显的去除效果,原水三氯甲烷浓度为33.8μg/L,经BNMSC三氯甲烷浓度降低50%以上。混凝沉淀工艺与BNMS过滤及普通砂过滤对三氯甲烷的去除度分别为30%、6.0%、4.4%。联合工艺出水三氯甲烷浓度降至4.51μg/L。4、联合工艺对三氯甲烷前驱物TOC的去除效果：原水TOC为2.0mg/L,三氯甲烷生成趋势为46μg/L,BNMSC对TOC的去除率为7.5%。经BNMSC工艺后,三氯甲烷的生成趋势降低了12.5%。经常规聚合氯化铝混凝后沉淀,TOC含量降低了25%,三氯甲烷的生成趋势降低了22.5%。BNMS过滤对TOC的去除率为15.37%。经过BNMSC与混凝-沉淀及BNMS过滤联合工艺后,出水TOC含量为1.0mg/L左右,比原水下降了50%。出水三氯甲烷生成趋势为24.8μg/L,比原水的三氯甲烷生成趋势降低了45%。