我国的西北地区属于干旱半干旱气候,能被人们利用的水资源极少,偏远的农村地区常常用水窖贮存雨水,并将其作为饮用水。然而窖水容易受到周围环境(包括生活垃圾、动物粪便、汽车尾气等)的污染,有机物、微生物和重金属离子等各类污染物含量过多,在不经过水质处理而长期饮用的情况下,极易引发各种疾病。因此目前急需寻找能够适用于广大农村小型分散式供水系统的水处理技术,使当地群众的生活用水变得更加洁净、健康。生物慢滤技术具有成本低廉、操作简单、无需投加任何药剂等优点,能够良好地去除浊度、色度、有机物、微生物和重金属离子等窖水中的超标污染物,因此该技术可用来处理窖水,确保当地人的饮水安全。本文通过石英砂、火山岩、麦饭石三种滤料的静态和动态实验,研究火山岩和麦饭石在生物慢滤技术中应用的可行性,并从中选出处理窖水效果最好的滤料。首先通过静态吸附实验研究三种滤料吸附氨氮和有机物(包括CODMn和UV254)的能力,其次进行动态实验,研究石英砂滤柱、火山岩滤柱、麦饭石滤柱挂膜成功的时间和在挂膜期间去除窖水中各种污染物的效果,然后研究影响三根滤柱去除污染物效果的因素,最后研究在间歇运行的情况下,三根滤柱的恢复时间及恢复期间去除污染物的效果。三种滤料的静态吸附实验表明,吸附氨氮和有机物的能力由强到弱的顺序是火山岩>麦饭石>石英砂。这是因为在三种滤料中,火山岩的表面粗糙度、孔隙率和比表面积都是最大,而且Fe、Mg、Ca等元素含量最多,吸附能力也就最强。挂膜启动实验表明,石英砂滤柱、火山岩滤柱、麦饭石滤柱挂膜成功的时间分别为43天、29天、37天。挂膜成功后三根滤柱的出水水质均达标,且去除各种污染物效果从高到低的顺序始终为火山岩滤柱>麦饭石滤柱>石英砂滤柱。这是因为在三种滤料中,火山岩的物理性质最好,微生物更易附着在上面进行生长和繁殖,因此火山岩滤柱挂膜成功的时间最短,去除污染物的效果也就最好。影响因素实验表明,三根滤柱主要在滤层上部去除污染物,且去除率和滤层厚度、水温呈正相关,和滤速呈负相关。氨氮、CODMn去除率和较低的进水氨氮浓度(分别低于1.421mg/L、1.248mg/L)呈正相关,超过时,呈负相关。CODMn去除率和较低的进水CODMn浓度(低于7.23mg/L)呈正相关,超过时,呈负相关。氨氮去除率和进水CODMn浓度呈负相关。间歇运行实验表明,当水温在16.8~19.2℃之间,停运天数在3天以内时,三根滤柱均只需要1天即可恢复停运前的状态;停运天数为7天时,石英砂滤柱的恢复时间为2天,火山岩滤柱和麦饭石滤柱的恢复时间为1天;停运天数为15天时,石英砂滤柱、火山岩滤柱、麦饭石滤柱的恢复时间分别为5天、3天、4天。重新进水后,三根滤柱去除污染物的效果均有较大幅度下降,之后又随着进水天数的增加而逐渐恢复。综合以上实验研究表明,火山岩和麦饭石均可以作为生物慢滤技术的滤料,而且在三根滤柱中,火山岩滤柱处理窖水的效果最好。因此在今后生物慢滤技术的实际应用中,对出水水质要求较高的地区可以考虑选用火山岩作为滤料。