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在充分分析过滤技术发展历史和现代过滤技术进展的基础上，提出采用一种孔隙较大且孔径可变的材料--海绵作为滤料，并针对海绵滤料提出一种新型的过滤方式--加压改变滤料孔隙率的过滤方式：海绵过滤时，使海绵处于一定的压实状态来保证过滤精度和效率；当对其清洗再生时，使其处于便于清洗的松散状态。本文比较深入地研究了海绵过滤对污水中浊度、有机物、氨氮、总氮和总磷的去除特性及其影响因素，论述了海绵变孔隙过滤的性能优势，并初步探讨了海绵变孔隙过滤的机理。海绵滤料变孔隙过滤是一种新概念，目前国内外还没有相关方面的研究。
本文开展了不同进水流速、不同进水浊度等操作参数下的直接过滤对比实验，探讨了这些操作参数对海绵直接过滤特性的影响，在此基础上研究了出水悬浮颗粒粒径分布情况。研究发现相对于传统颗粒滤料和新型的纤维滤料直接过滤技术，海绵过滤具有过滤周期长、滤料损失较小、纳污能力强，在过滤中整个滤层都能发挥截污作用的优势，且截污分布符合“理想滤层”的概念。研究结果表明：海绵直接过滤对水中悬浮物去除效果很好，进水浊度200NTU时，进水流速10L/h，20L/h，30L/h和40L/h时平均出水浊度为3.5NTU，6.9NTU，12NTU和15NTU；进水流速为20L/h时，进水浊度20NTU，50NTU和200NTU时平均出水浊度分别为0.8NTU，4.0NTU和6.9NTU。
在以上实验基础上比较深入地研究了海绵生物过滤对有机物、总氮、氨氮和总磷的去除特性，并研究了水温、曝气和进水流速等因素对海绵生物过滤的影响，并且初步分析了海绵生物过滤柱中生物量分布情况。研究结果表明：海绵生物过滤可有效去除生活污水中有机物，而且海绵滤料适合微生物附着生长；在进水温度20℃，进水流速10L/h的条件下，海绵生物过滤对模拟生活污水中有机物的去除率达到83％～94％，对总氮、氨氮和总磷的平均去除率分别为45％、7.3％和6.5％；随着水温的增加和进水流速的降低，海绵生物过滤对于有机物的去除率增加，但是水温、曝气和进水流速的变化对总氮、氨氮和总磷的影响不大：生物滤柱中分别添加活性污泥、活性污泥分离出混合菌和活性污泥分离出的单一菌株以及不添加任何菌种，滤柱表层生物量的相差不大。
文章最后还以苏州河支流河水为处理对象进行了过滤试验，研究了苏州河支流河水过滤的过滤效果，为海绵过滤特性作了补充和完善，探讨了海绵过滤用于污水处理的可行性。