目前黄浦江上游日益受到污染,必须探索一种简便、高效的生物预处理运行方式,使原水水质有较大的改善.为了避免弹性填料生物接触氧化和生物滤池工艺运行过程中产生的填料和池底积泥及反冲洗等问题,论文首次采用悬浮填料床生物膜工艺进行微污染原水处理,并利用该工艺对黄浦江原水进行了大型的中试研究.论文分析了自然挂膜条件下的工艺启动过程,研究了1 0个工况条件下悬浮填料床对原水中污染物的去除效果.论文首次提出采用污染物填料表面负荷来判断生物预处理污染物去除能力,并采用该负荷来衡量不同因素对原水中污染物的去除效果的影响.中试运行过程中,水温对硝化效果的影响较大而对CODMn的去除影响较小.水温与氨氮填料表面负荷可进行指数关系拟合,相关系数达到0.8888.原水浊度的变化对本工艺影响较小,氨氮和CODMn去除效果基本不随浊度的变化而变化.中试气水比分别为0.56、0.38和0.28,对不同的进水氨氮浓度,池体内溶解氧浓度均有较高的水平,溶解氧不会成为硝化的限制条件.进水氨氮浓度与氨氮填料表面负荷之间关系可回归为二次函数曲线,相关系数可达到0.9515,而进水CODMn浓度与表面负荷之间基本无相关性.在低氨氮填料表面负荷运行条件下,随水力停留时间的减少,氨氮填料表面负荷逐步升高直至最大负荷值;在高负荷运行条件下,氨氮填料表面负荷维持在一定范围内,基本不随水力停留时间的改变而改变.在低温和高氨氮负荷中试运行条件下,中试装置会发生亚硝酸盐积累现象.中试装置在冬季重启动需要4天;春夏季启动在曝气4h条件下,可恢复去除效果,不需较长时间的重新挂膜过程.通过动态模拟方程,探讨了进水水量、进水水质、填料类型的变化、填料填充率的变化、反应池级数的变化和多级反应池体积不同配比的变化等对系统运行效果的影响.并利用MATLAB5.3平台,开发出了方便、实用的完全混合连续流式原水生物预处理动态仿真系统.通过对悬浮填料床预处理黄浦江原水的经济效益分析,在取水规模为现有的540万吨/d条件下,其工程总投资为49747.32万元,年运行成本为4320.27万元,每吨水处理成本为0.033元.其总投资为轻质滤料生物滤池工艺的0.91倍,运行成本为0.44倍,每单位水处理成本的0.55倍.该工艺具有较好的应用前景.