填料的水力學特性包括比表麵積、空隙率和結構形狀等。填料表麵是生物膜形成和固著的部位，較大的比表麵積是反應器保持高濃度生物量的首要條件，是影響生物膜法處理效果的首要因素。一般來說，大的比表麵積是有利的，但比表麵積越大，反應器越易堵塞，流經填料內的水流阻力也越大。填料的空隙率越大，其容積利用率越高，水流阻力小，從而減少瞭反應器堵塞和短流的可能性，同時，填料用量減少，基建投資降低。但是空隙率越高，比表麵積和機械強度就越小，填料的結構形狀不僅影響筆表麵積和空隙率，而且會影響填料之間的水流流態，進而影響廢水與生物膜之間的傳質和生物膜的更新。填料的形狀也影響水力學特性，選擇填料的形狀時應註意幾個方麵的因素：對固定化微生物有較好的保護作用，具有較好的傳質特性，減少反應器的運行能耗。

生物膜在填料上的附著性取決於填料表麵的物理化學特性。

首先是填料表麵的孔隙度及粗糙度大小，表麵粗糙度的大小決定著能否快速形成生物膜，粗糙度越大，掛膜越快。填料表麵的孔隙大小也影響生物膜的附著性，較小的孔隙對微生物具有較強的持留作用，隻有當填料表麵70%以上的孔徑大小分佈處於反應器內最大微生物尺寸的1~5倍范圍內時，才能獲得最大生物積累。

其次是填料的表麵靜電作用和親水性。微生物在其生存環境的pH值條件下，一般帶有負電荷，載體表麵若帶有正電荷將有利於生物固定過程的進行。根據物理化學中體系自由能最小原則，親水性微生物易於在親水性填料表麵附著，而疏水性填料有利於疏水性微生物在其表麵的固定，填料表麵的親疏水性及電性可以通過對填料表麵的改性來完成，或直接在填料原料加工過程中得以實現。

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