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随着工农业的发展和人口增长，越来越多的氯代有机废水排入环境中。而此类化学物质对人类具有致癌、致突变、致畸效应，进入环境后持久滞留，并通过生物富集，对生态环境和人体健康构成严重威胁。因此，探讨有效处理氯代有机废水的方法一直是研究的热点。
填料是废水生物接触氧化处理工艺的核心部分。根据生物接触氧化法对填料特性的要求，本论文创新设计、研制开发了性能优良的填料。本论文采用的球片状新型组合填料除具有耐磨、耐压、腐蚀性、机械性能好、无毒之外，更突出的特点是是有优良的布水布气性能和切割气泡的功能。本论文实验结果表明：以空间立体构型和半软性纤维相结合，可以得到性能优良的填料，此填料的空隙率为0.93，比表面积为454m2/m3，比多面空心球填料增大168m2/m13，挂膜量提高51.4％。
实验测定了球片状新型组合填料和多面空心球填料在清水和废水中的氧传递性能，通过数据拟合，得到了氧传递系数计算式：球片状新型组合填料：Ktα=0.506ε1.02μg1.02；多面空心球填料：Klα=0.542ε-0.86μg0.86；在相同曝气流量下，前者的氧传递速率高于后者。
多面空心球生物填料塔与球片状新型组合生物填料塔进行平行对比实验，氯苯废水降解实验表明，降解过程中在球片状新型组合生物填料塔中氯苯的降解速度比在多面空心球生物填料塔中的高。废水中的初始浓度、溶解氧、葡萄糖浓度和操作的气水比、填料层高度对氯苯降解有显著影响，最佳运行条件为：气水比为4：1～5:1，溶解氧5 mg/1，葡萄糖浓度800 mg/1，填料层高度1.5 m，10 mg/1氯苯废水降解速率增加最大；论文考察了超声波预处理对氯苯生物降解去除率的影响，用超声波预处理可以大大缩短生物降解时间。直接用生物填料塔处理氯苯废水降解率达到90％需要9天，在60KH+80KHz+100KHz+125KHz超声辐射条件下，10 mg/1氯苯废水经超声预处理1h、2h、3h后耦合生物填料塔处理，当氯苯去除率达到90％以上时，生物填料塔的处理时间分别减少：3天、4天、6天。
对实际印染工业废水处理表明，超声波预处理后再用生物填料塔处理与直接用生物填料塔处理的结果进行比较，前者处理工艺对废水中COD降解更快、色度降低更快。当降解时间为17h时，经超声辐射预处理1h，2h，3h后再用生物填料塔处理的废水比单独用生物填料塔处理的废水COD去除率分别提高：10.12％，13.29％，18.12％。
通过理论分析和实验数据处理，得出了反应器内静态动力学数学模型，用于预测某初始底物浓度So和曝气量下，生化反应时间t时反应器中底物的浓度S。