随着工业化持续发展和人口急剧膨胀,人类所面临的水污染及水资源短缺问题日益严重。曝气生物滤池是近年来受到广泛关注的污水处理新技术,具有面积省、处理效率高、运行管理方便等特点,将成为解决我国水危机的主要技术途径之一。然而,由于对其核心—滤料缺乏相应的开发研究,在一定程度上限制了曝气生物滤池在我国的发展应用。本实验以新型滤料—空心陶瓷球为核心,首先对其性能及微观结构进行了系统地测定;然后将空心陶瓷球用于曝气生物滤池处理生活污水,考察了空心陶瓷球的挂膜情况以及气水比和水力负荷对处理性能的影响;最后对曝气生物滤池的反冲洗方式、反冲洗强度及反冲洗周期进行了研究。研究结果表明:(1)空心陶瓷球滤料的性能测定和电镜分析表明,该滤料的比表面积高达3.25m~2/g,气孔率为54.8%,表面粗糙,孔隙率高,抗酸碱,耐磨损,具有较高的机械强度和很好的耐水性,符合生物膜载体的要求。(2)曝气生物滤池以空心陶瓷球为生物滤料,仅需11天的时间,COD去除率就可达到70%以上,氨氮去除率达到60%以上,挂膜比较迅速。实验表明,空心陶瓷球滤料具有良好的生物载体功能。(3)实验采用升流式曝气生物滤池设计,研究了在不同气水比、水力负荷下曝气生物滤池对主要污染物的去除规律。实验发现,当气水比选择在5:1-7:1时,曝气生物滤池获得较好的COD、氨氮和悬浮物去除效果,平均去除率均可维持在80.6%以上。在水力负荷对曝气生物滤池处理性能的影响研究中发现,气水比为7:1时,水力负荷由0.3m~3/(m~2.h)提高到1.0m~3/(m~2.h),COD和悬浮物的去除率略有下降,而氨氮的去除率下降比较明显。(4)对曝气生物滤池的反冲洗方式、反冲洗强度及反冲周期等工况的研究表明,先单独气洗、再气—水联合反冲洗、最后水漂洗的效果良好。反冲洗参数为:气冲洗强度为10L/(m~2.s),冲洗历时3min:气—水联合反冲洗时反冲水强度为8L/(m~2.s),气量维持不变,反冲历时5min;单独水漂洗时水量仍采用8L/(m~2.s),历时10min。经多次冲洗验证,采用上述反冲洗强度,可取得满意的反冲洗效果。