生物滤池技术具有运行和维护管理简单、处理费用低廉、剩余污泥量少等特点,因此成为农村分散污水处理工程应用中优先选用的适用技术。颗粒填料生物滤池因为采用小颗粒填料,所以具有平稳的渗流液态和截留生物量大的优势,同时还能采用其他人工强化手段提高处理效果和效能,是生物滤池技术发展的新方向。本研究围绕生物滤池技术生物堵塞形成这个核心问题,以颗粒填料生物滴滤池具有工程应用意义的Ⅰ段渗滤模型作为研究对象,开展了渗滤特性变化以及数学模型建立的初步研究。在相同级配的石英砂填料和腐殖填料构建的颗粒填料生物滴滤池实验装置上,通过渗透系数和孔隙率的变化特征验证了两段模型的存在以及两段模型理论构架的合理性。在已知的Ⅰ段渗滤模型范围内,以不同浓度的模拟进水,系统研究了渗透系数变化和孔隙率变化的关系,结果显示,在分界点之前的Ⅰ段渗滤模型,渗透系数变化由孔隙率变化决定,在分界点之后的Ⅱ段渗滤模型,孔隙率持续下降过程中渗透系数基本稳定缓慢下降,且渗滤系统表层溢流出现明显系统堵塞问题；利用数学拟合方法得到孔隙率的变化率和渗透系数的变化率之间的函数关系,从而得到颗粒填料生物滴滤池Ⅰ段渗滤模型渗透系数变化与孔隙率变化的经验模型：石英砂填料生物滤池的Ⅰ段渗滤特性与孔隙率变化的经验模型K/K0＝0.0023e6.1917(Φ/Φ0),R2为0.9707：腐殖填料生物滤池的Ⅰ段渗滤特性与孔隙率变化的经验模型K/K0=0.0118e4.2955(Φ/Φ0),R2为0.9407。同时研究孔隙率变化与颗粒填料生物滴滤池微生物生长表观动力学之间的规律：通过渗滤装置填料不同高度测压管水头变化特征进行水力分区,间接反映填料不同高度生物量分布的规律,从而便捷有效地测定颗粒填料生物滴滤池的生物量,才能计算出微生物表观产率系数；通过出水中挥发性悬浮固体浓度的测定以及填料表面积和污染物的去除量,计算出滴滤池系统的脱膜系数,最后利用成因分析原理构建颗粒填料生物滴滤池孔隙率变化与微生物表观动力学参数之间的理论数学模型,并根据实验数据确定了模型的修正系数。该模型描述了在Ⅰ段反应阶段,三种进水浓度条件下孔隙率变化、底物降解量、填料表面积、反应时间和考察初期填料孔隙体积之间的数学关系,反映了相应进水浓度条件下的填料孔隙率变化与微生物表观净增加量之间的经校核后的理论特征规律。将经验模型和理论模型相结合,构建了石英砂填料生物滤池和腐殖填料生物滤池的水力渗透系数变化与附着生长微生物表观动力学参数的I段渗滤数学模型。通过系列实验数据对模型进行验证,证明模型计算所得结果与实验中数据基本吻合,完成了相关研究的第一阶段目标。