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在制備多孔懸浮陶粒載體的基礎(chǔ)上，加以荷正電修飾改性的技術(shù)思路，采用熱化學(xué)法對(duì)陶粒進(jìn)行表面修飾改性。運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)試分析手段，從微生物固定化與懸浮陶粒涂層的結(jié)構(gòu)分析入手，探討涂覆工藝因素對(duì)懸浮陶粒性能的影響規(guī)律和優(yōu)化最佳工藝參數(shù)；結(jié)合基礎(chǔ)理論和懸浮陶粒涂層表面活性、荷電及微生物吸附分析，研究探明荷電改性對(duì)微生物降解水體中污染物性能的影響作用規(guī)律，實(shí)現(xiàn)有效去除水體中污染物的性能控制及應(yīng)用開發(fā)。

資料表明，截至2009年一季度，我國建成并投入運(yùn)營的污水處理廠共1590座，設(shè)計(jì)日處理規(guī)模達(dá)9000多萬m3。由于資金的相對(duì)短缺，目前我國污水處理設(shè)施的建設(shè)速度滯后于人口和經(jīng)濟(jì)的增長。我國對(duì)污水處理用普通陶瓷陶粒研究較多，因?yàn)樗鳛槲鬯幚碇饕d體之一，材料低廉易得。耐用且廉價(jià)的微生物固定化載體及其技術(shù)的研究和開發(fā)已成為降低環(huán)境治理成本，促進(jìn)該技術(shù)在我國推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
當(dāng)前，懸浮移動(dòng)載體已被國內(nèi)外環(huán)保專家公認(rèn)為一種高效率、節(jié)能型的生物載體。我們所研制的一種比重與水接近，耐磨性能好，易形成和維持高活性生物膜的多孔陶瓷懸浮載體，屬于國內(nèi)外首創(chuàng)的新型無機(jī)材質(zhì)載體。它是以工業(yè)廢渣為主要原料研發(fā)的一種處理城市生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水的陶瓷載體，呈現(xiàn)部分開孔，部分閉孔，表面粗糙多孔，比表面積大，良好的親水性、微生物親和性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性等；不僅質(zhì)量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性好，而且易于再生循環(huán)使用、壽命長、生產(chǎn)和使用的成本低。
目前，我國對(duì)懸浮填料載體的研究才剛剛起步，從經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用的角度出發(fā)我們認(rèn)為應(yīng)在材質(zhì)方面，尋找價(jià)格更低廉，使用壽命長，易掛膜和易再生的原材料；在結(jié)構(gòu)方面，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)出比表面積大的形狀，應(yīng)該對(duì)載體表面的化學(xué)特性、修飾改性及懸浮填料生物膜的脫落機(jī)制進(jìn)行深入的研究，并可以制造一些功能區(qū)。
在以工業(yè)廢渣如粉煤灰、陶瓷尾砂為基礎(chǔ)原料制備多孔陶瓷懸浮載體的基礎(chǔ)上，采用物理及化學(xué)相結(jié)合的方法將改性海泡石粉體涂覆在陶瓷載體毫米級(jí)內(nèi)孔表面，并加以載體表面荷正電修飾改性的技術(shù)思路，構(gòu)成具有孔梯度（微米級(jí)孔隙、毫米級(jí)孔洞）和濕密度梯度（0.95～1.05 g/cm3）的多孔陶瓷懸浮載體；運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)試分析手段，從陶瓷載體的結(jié)構(gòu)分析入手，探討涂覆工藝因素對(duì)懸浮陶瓷載體性能的影響規(guī)律和優(yōu)化最佳工藝參數(shù)；揭示載體表面修飾改性對(duì)微生物吸附的機(jī)理，探討改性后陶瓷載體負(fù)載微生物和去除水體中污染物的作用機(jī)理，并加以科學(xué)驗(yàn)證。
表面改性技術(shù)通過對(duì)基體材料表面采用化學(xué)的、物理的方法改變材料或工件表面的化學(xué)成分或組織結(jié)構(gòu)以提高載體或材料性能。通常，無機(jī)材料表面帶負(fù)電，而水中的微生物和有機(jī)污染物表面一般均帶負(fù)電，且傳統(tǒng)陶粒載體存在著比表面積小、孔隙率低、表面吸附容量低等問題，所以如何使陶瓷懸浮載體表面帶正電或中性，將有利于靜電間的引力,提高吸附生物膜量，提高水處理能力。
因此，從改善載體表面性質(zhì)著手，研制優(yōu)于傳統(tǒng)陶粒介質(zhì)，可以改善優(yōu)化水處理工藝技術(shù)，提高出水水質(zhì)。當(dāng)前，國內(nèi)外研制的各種新型水處理載體也正用物理或化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行修飾改性，改善其表面結(jié)構(gòu)和性能，朝著改善載體表面特性的方向努力，以提高載體的截污、降解能力。
水處理生物載體也可稱水處理生物吸附劑，它的制備就是將微生物通過一定的方式固定在載體上, 理想的制備吸附劑的載體應(yīng)該是: 傳質(zhì)性能好、生物親和性強(qiáng)、穩(wěn)定且強(qiáng)度高、價(jià)格低廉、無污染、易于再生等。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、真菌、藻類等微生物能夠吸附或富集有機(jī)污染物和重金屬, 而且不僅能在活的微生物細(xì)胞表面, 還能在死的微生物細(xì)胞表面進(jìn)行。微生物在其生存環(huán)境的pH值條件下，一般帶有負(fù)電荷。為了利用靜電吸引力促進(jìn)微生物固定，載體表面若帶有正電荷將有利于生物固定過程的進(jìn)行。載體表面親疏水性及荷電性是可以通過對(duì)載體表面的改性完成的，或直接在載體材料加工過程中得以實(shí)現(xiàn)的。若懸浮生物載體表面的正電越高，微生物越易于附著在生物載體上并生長形成高的生物膜量，利于底物滲入與產(chǎn)物擴(kuò)散出來，構(gòu)成載體－微生物復(fù)合物高活性界面。
在此基礎(chǔ)上，全面了解、評(píng)價(jià)多孔陶瓷懸浮載體材質(zhì)?結(jié)構(gòu)的生物特性及在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)環(huán)境下的掛膜機(jī)理、效能。進(jìn)一步對(duì)以改性陶瓷懸浮載體為核心生物膜反應(yīng)器的污水處理機(jī)理進(jìn)行深入研究，為懸浮陶瓷生物膜反應(yīng)器的放大設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品 省賽三等獎(jiǎng)
本作品在景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院4月份的挑戰(zhàn)杯選拔賽中獲?！耙坏泉?jiǎng)”