我国是世界上主要的水产养殖国家,产量居世界第一。然而在海水养殖业迅猛发展的同时,因养殖废水的随意排放,对沿海的水域环境造成了较大的破坏。传统海水产品养殖模式的资源依赖性和粗放性管理不符合可持续海洋绿色发展的要求。循环水养殖系统作为一种新兴的工业水产养殖技术,可减少水资源量,实现废水排放管理,是环境有可持续的,还使养殖物种全年实现最佳生长,在经济上持久可行。因此,工业化循环水养殖越来越受到人们的青睐。生物滤器作为循环水养殖系统的水处理核心,其功能仍难以精确预测和控制,其稳定性与工作效率直接影响循环水养殖系统的稳定性和生产管理。本论文以优化生物滤器启动条件、提高其硝化性能为目标,研究了影响挂膜启动的主要因素:温度、HRT、滤料种类等对启动挂膜阶段硝化能力的影响,进行了硝化动力学分析,并以贝壳为主料进行了新型生物滤料的制备,以期能为生物滤器的启动和运行提供一定理论指导。本研究得到的结论如下:1.42天挂膜启动实验中,生物滤器具有对TAN的去除能力,去除效率稳定在60%以上。较短水力停留时间HRT=1h适合挂膜阶段操作。适当的温度条件（28℃）适合挂膜期间微生物的增长,能够稳定去除TAN。2.不同的挂膜方式对生物滤器的启动有明显区别。接种挂膜启动能够明显缩短挂膜时间,平均15天左右TAN去除率可达到50%左右,而自然挂膜方式需30天,TAN的去除效率最终稳定在80%左右。3.不同生物滤料对启动效果影响区别明显。海绵型生物滤料的结构能够适宜微生物生长,但TAN降解后亦发生了NO₂^--N大量积累现象,整个运行期内峰值达到1.1 mg/L。系统趋于稳定性后,NO₂^--N的浓度逐渐平稳并降低,最终出水NO₂^--N浓度稳定在0.2 mg/L左右。最终不同滤料对TAN和NO₂^--N的降解程度无明显差异。4.硝化性能检验方结合了基质降解动力学,42天快速挂膜启动实验中,生物膜具有去除TAN效果能力。80天成熟挂膜后的拟合方程中,对TAN的去除效果更迅速,四种条件下的r_max相比于其他学者的结果相差较极大,除了模拟养殖废水本身复杂属性外,对于基质浓度较低的海水养殖废水以Monod进行分析可能存在局限性。5.碳酸钙在530℃后开始分解,高温处理组的盐酸可溶率、碱可溶性都相对较低。因此合理烧制温度对填料制备至关重要。适当添加黏土、硅酸钠和粉煤灰等材料结合贝壳粉,生物填料具有较好的物化性质。当贝壳粉含量为40%的配比时,填料更加稳定坚固。