水是生命的源泉,水污染的不断加剧并由此导致的水质恶化对人类健康和社会发展都造成了很大威胁。面对日益严重的水污染问题和水质标准的日趋严格,传统的水处理工艺很难满足对出水水质的要求,为解决这一问题,需要开发效率更高的水处理产品。曝气生物滤池和生物陶粒反应器是有效的水处理技术之一,对水中的有机物有很好的降解作用,对NH₄⁺-N,浊度以及其他污染物也有较好的去除作用。对于这两种技术来说,填料的性能是影响其水处理效率和效果的重要因素。本文立足于新型水处理陶粒的研制,从原材料配比、烧成制度等方面改良陶粒的制备工艺,并以华琪陶粒、建筑陶粒作为对比,通过静态试验和动态试验对新型陶粒的性能进行分析。传统陶粒通过自身的吸附作用和附着微生物的新陈代谢作用来减少水中的有机污染物,具有较好的效果。本文为了提高陶粒的水处理效率,从增加陶粒表面的微生物量入手,在原材料中加入了电气石、沸石和多种添加剂,并根据原材料的物理、化学性质对烧成制度进行调整,研制了新型超轻质陶粒C2。静态试验建立在前人研究的基础上,对新型陶粒的吸附性能、比表面积、孔容积、孔径分布、Zeta电位进行了分析,同时通过XRD和SEM对新型陶粒进行了具有针对性、深入的研究。试验结果表明,新型陶粒的Zeta电位适合微生物的固定,它在组成上较传统陶粒更倾向于非晶体,它具有更多的大孔和超大孔,比传统陶粒更适合作为微生物的载体。动态试验采用曝气生物陶粒反应器,考察了反应器对有机物、氨氮、总氮、硝酸盐氮和浊度的去除情况,此外还研究了反应器中微生物的生长情况。研究结果表明,C2反应器中微生物量最大,综合各项出水指标分析,C2反应器对有机污染物的去除效果也最佳。此外,本文对C2进行了经济分析。研究表明,本文所研制的新型陶粒具有较好的生物亲和性和较大的孔径结构,适宜微生物的固定和生长,是一种应用前景广阔的水处理填料。