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我国粉煤灰排放量大，占用土地，污染环境。粉煤灰陶粒可作为曝气生物滤池（BAF）填料，是综合利用粉煤灰的重要途径。当前我国粉煤灰陶粒的生产均采用烧结法，该法技术较为成熟，但能耗高，污染大，成本高。相比之下，免烧法节能环保，成本低廉。我国的免烧陶粒尚处于研制阶段，产品存在堆积密度高、强度低、比表面积小等问题，因而免烧法虽已开发出成品，但并未推广使用。本文研制可作为BAF填料的新型粉煤灰免烧陶粒，成本低、效能高，在一定程度上减少粉煤灰污染，使免烧工艺得以推广。本文以水处理用填料的标准制备陶粒，进行原料调控和工艺调控，确定原料添加量、优化过程参数，得出新型陶粒的制备流程为：5%NaOH预处理粉煤灰63%，CaO5%，水泥20%，秸秆灰6%，污泥6%，原料混合均匀后加水32%（相对于干物料），成球后湿席养护24h，80℃蒸汽养护12h。陶粒的主要性能指标为破碎率4.2%，堆积密度为687kg/m3，表观密度为1573kg/m3，空隙率52.2%，比表面积9.78m2/g（传统陶粒为3.29m2/g）。研究表明陶粒强度为SiO2和Ca2SiO4·H2O共同作用的结果。秸秆灰、污泥的添加可增大陶粒的比表面积，秸秆灰主要促进陶粒中孔的形成，污泥对微孔、大孔作用明显。对制成陶粒进行基本性能、浸出毒性、吸附特性和生物亲和性检测，结果表明新型陶粒符合《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）的要求，吸附性和生物亲和性均优于传统烧结陶粒。将新型陶粒与传统陶粒投入BAF，对比两反应器挂膜与启动、正常运行处理效果、陶粒表面微生物量和反冲洗效能，结果表明，新型陶粒比传统陶粒更易于挂膜，正常运行阶段，新型陶粒反应器的COD、氨氮、总氮降解能力均优于传统陶粒反应器，新型陶粒更适于微生物生长，尤其对硝化细菌的生长具有一定的促进作用。新型陶粒制备方法经济节能，1m3陶粒生产成本约为420-550元（传统型为700-900元），燃料成本为0-132元（利用电厂废热进行蒸汽养护无需成本），远低于烧结陶粒煅烧过程的240-480元，能耗大为降低，经济效益显著。