氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，为满足公众不断提高的环境质量要求，国家对氨氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的氨氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。我国是农业生产大国，每年都有大量的核桃壳、麦秆、玉米芯等农业废弃物产生，其中绝大部分只能被丢弃或只作为农家燃料，不仅造成资源极大的浪费且增加环境负担。作为一类重要的生物质资源，农业废弃物具有再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点。将农业废弃物用于水处理，既能降低处理成本，又能利用现有的绿色资源，为农业废弃物的综合利用提供了新途径。本试验采用核桃壳作为曝气生物滤池的填料，研究坚硬而多孔的核桃壳填料的表面特征以及其脱除废水中氨氮的效果，并对曝气生物滤池的运行参数进行了优化，并得到以下结论：1）对核桃壳基本理化性质的测试表明，核桃壳的主要成分是酸不溶木素以及纤维素，难降解，作为填料其具有良好的生物和化学稳定性；与其他曝气生物滤池的填料相比，核桃壳具有较大的比表面积以及孔隙率，具有良好的截污能力，是一种较为理想的曝气生物滤池的填料。2）曝气生物滤池的挂膜启动试验表明，微生物能够在核桃壳填料上成功挂膜；核桃壳填料曝气生物滤池的COD和氨氮的去除率与陶粒填料曝气生物滤池的基本相同，分别为80%与90%；与陶粒填料相比，核桃壳填料挂膜速度稍慢，需要27d，而陶粒为21d。出水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量变化趋势表明，核桃壳曝气生物滤池启动的硝化作用较陶粒曝气生物滤池的稍弱，需要较长的时间达到稳定。2）对各工艺参数的考察结果发现，水力负荷对反应器的COD的处理影响较小，而对氨氮的处理效果有较大影响。水力负荷由0.5m/h上升至0.8m/h，氨氮的去除率变化不大；水力负荷的进一步提升至1.2m/h，氨氮的去除率由70%迅速下降至46%；当水力负荷升至1.8m/h时，氨氮的去除率仅为38%。为了保证系统对COD和氨氮同时高效去除，0.8m/h应为最适宜水力负荷。3）气水比增大有利于有机污染物的降解，在大于6:1气水比时，COD和氨氮的去除率分别达到90%和70%左右。高的气水比会使得生物膜被冲刷脱落，COD的去除率在高的气水比条件下反而略微降低。因而气水比为6:1是最适宜气水比值。4）分析核桃壳和生物核桃壳的比表面积以及SEM照片发现，挂膜后的生物核桃壳表面有许多小孔，并且其比表面积也增大了，这说明微生物能够利用核桃壳表面的某些物质作为营养进行代谢，同时这些孔道为微生物提供了新的附着点，从而使反应器的处理效率得到进一步提升。
