近年来,随着锂电行业的迅锰发展,全球钴需求量的猛增,钴渣的产生量急剧增多,而钴渣回收利用的方法和能力极其有限。因此,如何有效地综合利用这些钴渣,对进一步促进我国钴冶炼工业持续高效的发展具有重要意义。陶粒是近年来发展最快的新型材料之一,特别由于陶粒内部多孔,形态、成分较均一,且具有一定的强度和坚固性,因其这些优异的性能广泛的应用于水处理行业。目前,将固体废弃物利用制成陶粒作为曝气生物滤池（BAF）滤料进行污水处理成为近年来国内外研究的热点。本研究对钴渣进行XRD和XRF分析,发现钴渣的中含有Si O₂、Al₂O₃和MgO等成分符合Reily三元相图制备陶粒所需的元素成分,故利用钴渣制备钴渣基多孔陶粒并将制备的陶粒作为滤料应用于曝气生物滤池处理废水,为一直难于利用的钴冶炼弃渣找到了新的利用途径,还可达到“以废治废”及降低水处理用滤料制备成本的多重效果,具有环境和经济的双重效应。本文分为两个部分:利用钴渣制备多孔陶粒的研究和将制备的钴渣陶粒应用于曝气生物滤池处理废水工艺的研究。第一部分:利用钴渣制备了多孔陶粒。考察了物料配比和煅烧工艺对以钴渣、河砂、锯末、碳酸氢钠（NaHCO₃）和氢氧化钙（Ca（OH）₂）为原料制备的钴渣基多孔陶粒性能的影响。利用所制备的多孔陶粒的含泥量、破碎率与磨损率之和、空隙率、酸可溶率作为衡量陶粒性能的指标,通过正交实验、单因素实验确定物料配比、烧结工艺参数对陶粒滤料性能指标的影响顺序和优化工艺参数,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）表征钴渣基多孔陶粒特性。结果表明:物料的最佳配方为钴渣:砂=3:1、NaHCO₃加入量为6.25%、Ca（OH）₂加入量为10%、锯末加入量为25%;优化煅烧工艺条件为煅烧温度1125℃,保温时间1h。在优化工艺条件下制得的陶粒滤料粒径为4⁹ mm,含泥量为0.165%,破碎率与磨损率之和0.057%,酸可溶率为0.204%,空隙率53.348%,堆积密度为0.691 g/cm³,表观密度为1.514 g/cm³,各项指标均满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）等相关国家标准要求;通过电镜观察发现所制备的陶粒剖面,发现陶粒内部含有大量分布均匀、三维连通的气孔,适合微生物的附着。第二部分:利用所制备的钴渣基多孔陶粒为滤料应用于曝气生物滤池处理含氮、磷废水。BAF采用复合接种挂膜的方式进行启动,启动时间为6 d,连续运行21 d BAF即达到稳态运行。分别考察了不同水力停留时间（HRT）和进水碳氮比（C/N）下BAF对废水中铵态氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）和总磷（TP）去除效果的影响;并对BAF运行的反冲洗方式和反冲洗周期进行了探索。结果表明BAF在进水C/N比为4/1、HRT为3.22 h的运行工艺条件下有较好去污效果,在BAF工艺在最佳运行条件下连续运行24 d,并在13 d对BAF工艺进行气水联合反冲洗,反应器稳定运行期间对废水（NH₄⁺-N为100 mg/L、TP为5 mg/L）中NH₄⁺-N、TN、TP去除率分别高达96%、61%、95%,且NH₄⁺-N、TP的出水水质达到达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级标准的A标准;可望为低浓度含氮、磷废水的深度处理提供一种新的思路。