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21世纪水资源短缺问题是世界关注的焦点。水资源短缺已经成为制约我国经济发展的重要因素之一,我国水资源的人均占有量很低,时空分布极不均衡。随着人口的增长和国民经济的发展,水资源供需矛盾日益突出,而将城市污水处理、回用,实现污水资源化是解决水资源短缺既经济又有效的途径。针对当前城市污水处理厂二级处理出水深度处理中存在的问题,本研究以青岛市李村河污水处理厂二级处理出水为研究对象,利用现场小试试验与半生产性试验,进行变孔隙深层过滤技术优化研究,在此基础上将微絮凝过滤与变孔隙深层过滤技术进行有机结合,探讨微絮凝变孔隙深层过滤应用于深度处理城市污水处理厂二级处理出水的适用性与适宜的运行条件及运行参数;同时将微絮凝—变孔隙深层过滤与新型无阀过滤技术相结合,探讨其在中水回用深度处理应用的可行性,选择和开发适合我国深度处理城市污水处理厂二级处理出水水质条件的技术,为中水回用处理设备的开发提供参考。通过以上试验研究,主要得到以下结论:（1）传统无烟煤、石英砂双层滤料和不同粒径不同结构配比变孔隙滤料处理城市污水处理厂二级处理出水对比试验研究结果表明,其中4%和6%小粒径细质滤料滤床截留纳污能力较强,优于传统双层滤料处理效果,其对浊度、CODCr、TP平均去除率分别为78%和80%、31%和34%、26%和30%,出水平均为1.12NTU和0.88NTU、33.2mg/L和32.8mg/L、0.97mg/L和0.98mg/L。变孔隙深层过滤系统对色度去除效果不明显,都在10%以下。4%小粒径细质滤料滤床的过滤周期可达18h。（2）微絮凝过滤与变孔隙深层过滤结合技术优化研究结果表明,PAC混凝剂絮凝效果最佳,当投加4mg/LPAC,滤床小粒径细质滤料体积比为4%时,系统总体处理效果最佳。浊度、CODCr、TP和色度的平均去除率分别为85%、46%、40%和24%,分别比变孔隙直接过滤提高了7%、15%、14%和15%。系统过滤周期可达14h。（3）微絮凝—变孔隙深层过滤系统在水力反冲洗历时4～6min条件下,最佳反冲洗强度为14～16L/s·m2,滤床膨胀率在40%～50%,滤床达到最佳再生清洗效果。（4）微絮凝—变孔隙深层过滤在新型无阀滤池中的应用研究结果表明,在投加4mg/LPAC情况下,小粒径细质滤料体积比为4%的变孔隙滤床处理效果最佳。变孔隙滤床系统浊度平均去除率为92%,出水浊度平均值小于0.5NTU;CODCr平均去除率为51%,出水CODCr平均值为27.98mg/L;TP平均去除率为50%,出水TP平均值为0.76mg/L;色度平均去除率虽然比传统双层滤料降低7%,但是仍可达到35%,出水色度平均值为16.86度。无阀滤池过滤周期为24h,产水量大大提高。