在基于填料的水处理技术的工程实践中,人们逐渐发现堵塞是填料床中普遍存在的问题,它极大地制约了该技术的应用和推广。其中物理堵塞和生物堵塞是填料床内主要的堵塞类型。本文以填料床内的堵塞为对象,首先研究了物理堵塞的迁移规律,然后借助工业计算机断层扫描技术,对悬浮物的分布规律、堵塞机理进行探讨;其次在不同的有机负荷下研究了生物堵塞的规律,选择不同的配水进一步观察了有机负荷和微生物对堵塞的影响主要研究内容如下:(1)为了对物理堵塞的迁移规律和堵塞的影响因素进行研究,本文建立了以沸石、砾石、玻璃珠为三种基质的多个垂直流模型装置,并采用了人工配置污水的方法。通过对模型装置的研究,结果表明在堵塞过程中,悬浮物负荷和渗透系数存在指数关系,填料类型、填料粒径、悬浮物粒径均对物理堵塞有影响。采用工业计算机断层成像技术的X射线扫描发现,当填料粒径较小时,悬浮物在填料床的迁移包括悬浮物穿透填料、层积毯状层形成、堵塞层形成和压缩三个阶段;当填料粒径较大时,悬浮物受孔隙喉道影响小,会向下继续迁移沉淀。(2)为了对物理堵塞的堵塞机理进行研究,本文在前期试验的基础上,分析了悬浮物在填料床内的分布规律,并且归纳了颗粒物穿透试验装置的阈值。研究表明,悬浮物主要集中在填料层上部,并且随着深度呈指数分布。在以沸石为基质的填料床内,当悬浮物粒径比填料粒径大于130,或悬浮物粒径比填料粒径比填料粒径几何标准偏差大于120时,悬浮物将穿透试验装置。在以砾石为基质的填料床内,当悬浮物粒径比填料粒径大于8,或悬浮物粒径比填料粒径比填料粒径几何标准偏差大于10时,悬浮物将穿透试验装置。(3)本文建立了以黄金砂为填料床的多个垂直流模型装置,研究了填料床内渗透系数的变化规律。研究表明,生物对渗透系数的影响大于对孔隙率的影响,同时发现在填料床内,渗透系数的下降主要在中部以上填料床中。