本文对城市污水处理产生的污泥和粘土的性质、新型滤料的制备、新型滤料的性能和结构特征、重金属的转化和行为以及新型滤料在水处理中的应用等方面进行了系统研究。 污泥作为常规污水处理的剩余产品，对它进行处置是十分必要的，利用污泥制作轻型材料是一种处置污泥的有效途径。粘土和水玻璃被选为添加剂，在本研究中得到了制备滤料的两种添加剂最佳添加量和最佳的工艺条件，原料最初成分、孔隙形成机制和固体阶段反应机理。两种最佳产品的参数如下：①配方1：粘土添加百分数为100％(与污泥质量比)、粘结剂添加百分数为20％(与污泥质量比)、烧成温度为950℃、保温时间为20min。②配方2：污泥添加百分数为33％(与粘土质量比)、粘结剂添加百分数为15％(与粘土质量比)、烧成温度为1000℃、保温时间为10min。两种产品的性质：①配方1：亚甲基蓝吸附量为0.155mg/g，碘吸附量为14.11mg/g，得率为69.5％，烧失率为30.5％，吸水率为19.6％，空隙率为53.2％，松散容重为519kg/m3，颗粒表观密度为1110kg/m3。②配方2：亚甲基蓝吸附量为0.169mg/g，碘吸附量为16.8mg/g，得率为82.1％，烧失率为17.9％，吸水率为9.6％，空隙率为43.7％，松散容重为582kg/m3，颗粒表观密度为1033kg/m3。 本文从晶体结构的角度阐明滤料中重金属的形态和结构，指出原料中的重金属通过高温烧结，经过一系列的转化和反应过程，固化在滤料中，不容易重新释放到环境中而对环境产生二次污染作用，也就消除了新型滤料在应用过程中可能产生的顾虑。 文中设计曝气生物滤池，分别采用广州陶粒、江西陶粒、山西活性炭和配方2滤料作为滤料进行对比试验，配方2滤料的滤柱在稳定运行阶段对浊度、COD、SCOD和氨氮平均去除率分别为96.41％、76.15％、59.56％和82.31％，通过对生活污水的处理发现配方2滤料用于曝气生物滤池作为生物膜载体可行，而且其在相同的运行条件下，对浊度、COD和SCOD的去除效果要优于广州陶粒和江西陶粒，对氨氮的去除效果要优于广州陶粒。