中文摘要：

本项目研究用无泡曝气方式强化供水过滤单元。无泡曝气采用膜材料，以非气泡的形式向水流中传质氧气。采用这种创新性的方式，可以实现传统的过滤去除浊度的功能与生物处理去除氨氮和有机物的功能相协同结合，强化过滤单元的生物处理功能，去除有机物和氨氮，避免产生亚硝酸盐氮，通过生物吸附和絮凝，强化过滤去除浊度的功能，提高处理微污染水的能力。本项目实验各种膜材料在微滤、超滤和纳滤条件下的无泡曝气效率曲线，实验无泡曝气与不同类型过滤床层的结合方式。在此基础上，研究无泡曝气生物活性过滤中，生物膜的特性，对有机物、氨氮和浊度的去除特性，以及系统的反冲洗特性，深入研究过程机理，识别控制性步骤，优化系统。最后，提出完整的过程机理，为应用研究提供根据和奠定基础。

结论摘要：

本项目的目的是研究无泡曝气与生物过滤的协同组合工艺。研究内容包括，①制作了4种静态1种动态类型的无泡曝气实验装置，实验研究结果表明，无泡曝气技术能够大幅度提高氧气的传质效率，其传质系数能够达到普通气泡曝气技术的20倍以上；② 实验比较了7种不同类型的生物活性滤料，在国内首先开发了新型活性无烟煤滤料，使其既具有传统滤料过滤去除浊度的特点，又具有去除溶解性的微污染有机物和氨氮的特点；③ 分别采用现场动态小试装置和中试装置，实验研究了无泡曝气和生物活性协同组合工艺，水质参数包括COD、UV254、NH3-N、NO2-N、浊度、土臭素和甲基异莰醇（MIB）等，用扫描电子显微镜观察了滤料微观形态，对过滤动力学进行了深入分析；现场小试和中试工艺实验都表明，协同组合工艺既具有良好的过滤去除浊度的性能，又具有良好的去除有机污染物和氨氮的性能，能够避免亚硝酸盐氮的积累，而且组合工艺对于微量的嗅味物质土臭素和MIB也具有良好的去除效率。本项目通过无泡曝气提供充足氧气作为电子受体实现了过滤单元同时去除浊度、有机物、氨氮和嗅味物质的多功能协同净化处理，对现有水厂低成本改造以保障饮用水安全等具有重要的科学意义。