在制备多孔悬浮陶粒载体的基础上，加以荷正电修饰改性的技术思路，采用热化学法对陶粒进行表面修饰改性。运用现代测试分析手段，从微生物固定化与悬浮陶粒涂层的结构分析入手，探讨涂覆工艺因素对悬浮陶粒性能的影响规律和优化最佳工艺参数；结合基础理论和悬浮陶粒涂层表面活性、荷电及微生物吸附分析，研究探明荷电改性对微生物降解水体中污染物性能的影响作用规律，实现有效去除水体中污染物的性能控制及应用开发。

资料表明，截至2009年一季度，我国建成并投入运营的污水处理厂共1590座，设计日处理规模达9000多万m3。由于资金的相对短缺，目前我国污水处理设施的建设速度滞后于人口和经济的增长。我国对污水处理用普通陶瓷陶粒研究较多，因为它作为污水处理主要载体之一，材料低廉易得。耐用且廉价的微生物固定化载体及其技术的研究和开发已成为降低环境治理成本，促进该技术在我国推广应用的关键。
当前，悬浮移动载体已被国内外环保专家公认为一种高效率、节能型的生物载体。我们所研制的一种比重与水接近，耐磨性能好，易形成和维持高活性生物膜的多孔陶瓷悬浮载体，属于国内外首创的新型无机材质载体。它是以工业废渣为主要原料研发的一种处理城市生活污水和工业有机废水的陶瓷载体，呈现部分开孔，部分闭孔，表面粗糙多孔，比表面积大，良好的亲水性、微生物亲和性、化学稳定性、抗热震性等；不仅质量轻、机械强度高、耐磨性好，而且易于再生循环使用、寿命长、生产和使用的成本低。
目前，我国对悬浮填料载体的研究才刚刚起步，从经济、高效、实用的角度出发我们认为应在材质方面，寻找价格更低廉，使用寿命长，易挂膜和易再生的原材料；在结构方面，应尽可能设计出比表面积大的形状，应该对载体表面的化学特性、修饰改性及悬浮填料生物膜的脱落机制进行深入的研究，并可以制造一些功能区。
在以工业废渣如粉煤灰、陶瓷尾砂为基础原料制备多孔陶瓷悬浮载体的基础上，采用物理及化学相结合的方法将改性海泡石粉体涂覆在陶瓷载体毫米级内孔表面，并加以载体表面荷正电修饰改性的技术思路，构成具有孔梯度（微米级孔隙、毫米级孔洞）和湿密度梯度（0.95～1.05 g/cm3）的多孔陶瓷悬浮载体；运用现代测试分析手段，从陶瓷载体的结构分析入手，探讨涂覆工艺因素对悬浮陶瓷载体性能的影响规律和优化最佳工艺参数；揭示载体表面修饰改性对微生物吸附的机理，探讨改性后陶瓷载体负载微生物和去除水体中污染物的作用机理，并加以科学验证。
表面改性技术通过对基体材料表面采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高载体或材料性能。通常，无机材料表面带负电，而水中的微生物和有机污染物表面一般均带负电，且传统陶粒载体存在着比表面积小、孔隙率低、表面吸附容量低等问题，所以如何使陶瓷悬浮载体表面带正电或中性，将有利于静电间的引力,提高吸附生物膜量，提高水处理能力。
因此，从改善载体表面性质着手，研制优于传统陶粒介质，可以改善优化水处理工艺技术，提高出水水质。当前，国内外研制的各种新型水处理载体也正用物理或化学方法对其进行修饰改性，改善其表面结构和性能，朝着改善载体表面特性的方向努力，以提高载体的截污、降解能力。
水处理生物载体也可称水处理生物吸附剂，它的制备就是将微生物通过一定的方式固定在载体上, 理想的制备吸附剂的载体应该是: 传质性能好、生物亲和性强、稳定且强度高、价格低廉、无污染、易于再生等。研究发现细菌、真菌、藻类等微生物能够吸附或富集有机污染物和重金属, 而且不仅能在活的微生物细胞表面, 还能在死的微生物细胞表面进行。微生物在其生存环境的pH值条件下，一般带有负电荷。为了利用静电吸引力促进微生物固定，载体表面若带有正电荷将有利于生物固定过程的进行。载体表面亲疏水性及荷电性是可以通过对载体表面的改性完成的，或直接在载体材料加工过程中得以实现的。若悬浮生物载体表面的正电越高，微生物越易于附着在生物载体上并生长形成高的生物膜量，利于底物渗入与产物扩散出来，构成载体－微生物复合物高活性界面。
在此基础上，全面了解、评价多孔陶瓷悬浮载体材质−结构的生物特性及在静态、动态环境下的挂膜机理、效能。进一步对以改性陶瓷悬浮载体为核心生物膜反应器的污水处理机理进行深入研究，为悬浮陶瓷生物膜反应器的放大设计和实际应用提供理论依据。

第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛三等奖
本作品在景德镇陶瓷学院4月份的挑战杯选拔赛中获校“一等奖”