随着工业生产的发展，污水的排放数量和种类越来越多，如何高效地进行污水处理是世界性的难题，研制气孔率高、化学性能稳定耐腐蚀性好、使用寿命长的新型过滤材料对各种废水进行有效处理具有重大的现实意义。　　 本文针对重金属离子污水，研究了多孔陶瓷滤球的制备工艺、性能指标和影响因素，并采用改进的Monte Carlo 方法在二维上模拟了在气-液-固三相体系下晶粒生长过程，为多孔陶瓷的设计与制备提供理论指导。通过研究，得出以下结论：　　 (1)选用建筑用沙和粘土为骨料，综合采用颗粒堆积和添加造孔剂法，研制出了多孔陶瓷滤球。沙子质多孔陶瓷滤球的气孔率范围为17.28[％]～44.57[％]，抗压强度范围为10.52～27.65Mpa，体积密度范围为1.48～1.97g·cm-3。粘土质多孔陶瓷滤球的显气孔率为62.41[％]，体积密度为1.12g·cm-3，抗压强度大于20MPa。　　 (2)通过对多孔陶瓷滤球制备工艺的研究，发现其气孔率受烧结温度、保温时间和造孔剂的含量的影响。气孔率随烧结温度的升高而降低，随保温时间的增加而呈降低趋势，随造孔剂加入量的增加而增大；而其抗压强度和体积密度的变化规律则相反。通过对比分析得出最佳工艺参数为：骨料为建筑用沙时，烧结温度1150℃，保温时间30min，造孔剂加入量10[％]；骨料为粘土时，烧结温度为1125℃，保温时间为60min，造孔剂加入量为25[％]。　　 (3)通过对多孔陶瓷空洞微观结构的观察，发现滤球包含有通孔和闭孔，通孔大多是三维连通的孔道，尺寸为几微米，在孔壁上可以看到有很多的微孔；闭孔小而不均匀，尺寸为几百至几十纳米，形状不规则，以圆形孔洞为主，大部分相互独立。　　 (4)采用改进的Monte Carlo 方法在二维上模拟了在气-液-固三相体系下晶粒的各向同性和各向异性生长，并得到了与实际基本相符合的结果。结果表明：各向异性的界面能的差值越大越有利于各向异性晶粒的生长，结果越接近实际。对比了不同的各向异性模型在模拟晶粒生长上的特点，探讨了各向异性的界面能量差值大小对于晶粒的形貌的影响。　　 (5)气相传质在很大程度上影响了晶粒的形貌。在一定的程度上可以通过控制气相传质的速度和几率，达到控制晶粒生长的目的。界面能量差的大小决定了润湿性，能差大时，处于完全润湿状态，晶粒的生长速度较快，当界面能差小时，液固界面是不润湿状态，晶粒生长相对缓慢。在相同的烧结温度下，晶粒随烧结时间的延长而长大；在不同的烧结温度下，温度越高，相同时间上的晶粒尺寸越大。