（一）基本原理

悬浮载体微生物反应器是近几年国内外研究的一种新的附着生长型生物膜反应器，其核心部分是某种特殊载体能在反应器中保持悬浮状态。硅藻土就是一种很好的微生物载体物质。Portier Guy等人采用好氧三相流化床反应器工艺，以硅藻土作为微生物载体来分别处理含氯酚地下水和3,4-二氯苯胺，在采用较短停留时间的条件下，整个工艺对目标污染物的去除效果非常好。近年来，同济大学最早将硅藻土当作微生物载体应用在城镇生活污水处理领域，并提出了生物硅藻土概念。微生物以硅藻土颗粒为载体，形成以硅藻土颗粒为核心的菌落团；硅藻土菌落团通过微生物荚膜和表面粘液作用，形成大片硅藻土菌胶团，称为生物硅藻土。

实施方式：选择粒径较小的原土硅藻土作为悬浮澄清池泥渣层原料，使用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂形成矾花较大、密度较高的悬浮泥渣层，对淮河原水进行初步过滤；选择粒径较为均匀的精硅藻土以及粉末活性碳作为错流过滤动态膜设备预涂剂在不锈钢基网面形成一层均匀致密的过滤层，进一步截留吸附悬浮澄清池出水中的颗粒物及溶解性有机物。

（二）工艺流程

原水-生物硅藻土动态膜除污染技术-出水。

（三）关键技术

本课题采用两种全新的联用技术：悬浮澄清池-硅藻土预涂动态膜错流过滤系统（Sludge blanket clarifier-Diatomite dynamic cross-flow filtration，SBC-DDF）及生物强化粉末硅藻土超滤支撑动态膜反应器(Bio-diatomite dynamic Ultrafiltration membrane reactor, BDDUMR)。特别是BDDUMR技术，其兼具生物硅藻土反应器和超滤膜固液分离技术两者的优点。本课题将SBC-DDF 及BDDUMR应用在微污染地表水饮用水处理领域，主要验证两种工艺在该领域应用的可行性，并重点研究了BDDUM的启动挂膜、运行特性、过滤通量、运行周期、出水水质，空气反冲洗效果等方面。试验结果表明BDDUM在微污染地表水净化处理中对浊度、色度、耗氧量、氨氮等具有很好的去除效果，且产水量高、占地少。说明采用以硅藻土为载体的生物降解方式与超滤膜分离技术进行饮用水处理的系统是简单高效的。

研发的新型硅藻土预涂动态膜错流过滤系统（以下简称动态膜设备），采用大孔不锈钢支撑网，利用聚丙烯注塑成型组成膜组件，通过可触式电脑显示屏设定各阀门开启及关闭时间。

错流过滤能阻止滤饼生成，并控制浓差极化现象，使膜组件有较高的稳定渗透通量和分离效能，是当前应用最为广泛的膜过滤技术。错流过滤是指料液通过膜表面时产生的高剪切力使沉积在膜表面的颗粒扩散返回到料液中，滤饼层厚度得到有效的抑制。当颗粒在错流作用下离开膜表面和在膜表面沉积的速度达到平衡时，动态膜维持在一定的厚度，从而使膜通量保持在一个比较高的水平。

死端过滤指在膜两侧压差作用下，溶质和溶剂垂直于分离膜方向运动，溶质被膜截留，溶剂通过膜而被分离，主体料液与透过液运动方向相同。错流过滤的主体料液与膜表面相切而流动，料液中的溶质被膜截留，透过液垂直于膜面而通过膜流出。

悬浮澄清池-硅藻土预涂动态膜错流过滤系统工作周期随PAC投加浓度的降低而延长。悬浮澄清池出水浊度较高可导致动态膜过滤时间的缩短；聚合氯化铝（PAC）投加量对耗氧量与UV254的影响并不十分明显，不投加PAC时工作周期可以达到48h，但是考虑到悬浮澄清池浊度变化幅度，适当投加PAC可缓解悬浮澄清池出水浊度波动对动态膜过滤的影响。为了延长出水时间，增加产水量，建议适当投加PAC（投加浓度0.025mg/L）；

悬浮澄清池-硅藻土预涂动态膜错流过滤系统跨膜压随PAC投加浓度的升高而加快；悬浮澄清池-硅藻土预涂动态膜错流过滤系统对浊度去除相当有效，动态膜出水浊度均在0.2NTU以下，去除率在99%以上；悬浮澄清池-硅藻土预涂动态膜错流过滤系统对耗氧量及非挥发性有机物去除效果与预涂剂中活性炭的投加量有关，分别考察活性炭投加量5、10、20、30g等若干种工况发现活性炭投加量为30g时耗氧量及非挥发性有机物去除率最高可达到60%和80%以上；PAC投加量对氨氮去除无明显规律。