综述：不同过滤介质对废水中污染物去除效果的统计评估及多标准分析应用

这篇综述系统评价了生物过滤技术在污水处理中的应用，通过统计分析和多标准决策（MCA）方法比较了多种介质对有机物（COD）和营养物（N/P）的去除效能，推荐了最优介质组合（如转炉渣/煤渣适用于脱氮除磷，合成塑料/陶瓷利于COD去除），并探讨了生物炭、纳米材料等新兴介质的潜力，为污水处理厂优化工艺提供了科学依据。

　　

生物过滤技术的介质选择与创新

生物过滤技术通过微生物附着介质降解污染物，近年已成为污水处理的核心工艺。其核心机制包括吸附和生物降解——微生物在介质表面形成生物膜，分解流经的有机污染物为无害产物。理想的过滤介质需具备高孔隙率、大比表面积、环境友好等特性，而不同介质因理化性质差异表现出迥异的污染物去除效能。

介质性能的量化评估

通过多标准分析（MCA）对181组COD、125组磷和177组氮去除数据进行统计，发现转炉渣/煤渣组合对营养盐去除效果最佳（MCA评分0.93），植物基废弃物（如木屑、稻壳）次之；而合成塑料（如塑料球）和陶瓷介质对COD去除效率最高（评分0.93）。砂砾因微生物附着面积有限，在营养盐去除中表现最差。值得注意的是，生物炭-沸石复合介质对两类污染物均展现协同效应，COD和氮去除率高达99.9%，其多孔结构和π键作用为微生物提供了理想栖息环境。

新兴污染物的生物过滤挑战

随着药品和个人护理品（PPCPs）在环境中检出量激增，传统工艺面临挑战。研究表明，活性炭生物滤池可去除90%以上的PPCPs，而微絮凝-砂滤组合能完全清除内分泌干扰物如双酚A。纳米材料如石墨烯因其超大比表面积和吸附能力，在重金属和有机污染物去除中崭露头角，但存在回收困难及潜在生态风险。

创新介质的突破方向

生物强化介质通过外源微生物（如酵母菌群）提升降解速率，在乳制品废水处理中实现70% COD去除；蚯蚓生态滤床利用其肠道微生物协同作用，对市政污水COD去除率达88%；生物炭凭借稳定碳结构和丰富官能团，在人工湿地中使氨氮去除率提升至99%。而乌干达特有的树皮布（Barkcloth）因65-80%的孔隙率和纤维结构，成为潜在的新型介质，其表面钙钠元素可能促进微生物增殖。

纳米技术的机遇与风险
虽然铁基纳米颗粒可通过磁吸附高效去除重金属，石墨烯氧化物对有机污染物吸附容量显著，但纳米颗粒泄漏可能引发细胞毒性。当前研究聚焦于共价有机框架（COFs）等可回收材料，以平衡效率与安全性。

未来需重点探索介质组合的长期稳定性、抗负荷冲击能力及全生命周期成本，推动生物过滤技术从实验室走向规模化应用。