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本试验采用活性炭纤维(ActiveCarbonFiber,ACF)作为吸附剂，研究了其吸附氨氮(NH4+-N)和化学需氧量(CODMn)的吸附动力学和吸附等温线，建立了动力学模型以及吸附等温方程。证明ACF材料本身有良好的吸附水体污染物NH4+-N以及CODMn的能力，对于CODMn的吸附更加显著。ACF对于初始浓度为10mg/L的NH4+-N和CODMn吸附符合准二级动力学模型，其模型方程分别为t/X=0.3066t+0.2332和t/X=0.2019t+0.0562，其中X为平衡吸附量，t为吸附作用时间。通过Freundlich等温方程和Langmuir等温方程将试验数据拟合，Freundlich等温方程较Langmuir等温方程更能反应ACF吸附水体中NH4+-N与CODMn真实值。ACF吸附NH4+-N和CODMn的Freundlich等温方程可分别表示为X=0.4371C0.7468和X=0.953C0.8682，其中X为平衡吸附量，C为吸附平衡时的溶液浓度。
进一步采用活性炭纤维(ACF)作为生物过滤器的填料，研究了其作为生物膜载体的挂膜情况及硝化性能，以期为活性炭纤维应用于闭合循环水养殖系统生物过滤器的滤料提供基础数据。结果表明，ACF填料生物滤器构建硝化功能需要15天，扫面电镜(ScanningElectronMicroscopeSEM)显示ACF有良好的生物相容性，易于挂膜，作为微生物载体是可行的。
在单因素影响ACF填料床生物滤器硝化功能试验中，水力停留时间（HydraulicRetentionTime,HRT）对于ACF填料柱在稳态后的NH4+-N去除效果有着较大的影响，进水NH4+-N为2mg/L左右时，最佳HRT时间为3.1h,NH4+-N去除率最高达到79.41％;HRT为3.1h时，进水NH4+-N在达到一定的负荷后，ACF填料柱在稳态后的NH4+-N去除率会明显下降。最佳进水NH4+-N负荷为0.09g/(kg·d),ACF填料对于NH4+-N去除负荷为0.07g/(kg·d),NH4+-N去除率为80.21％；污水中CODMn/NH4+-N比对于ACF填料柱水处理效果亦有很大的影响，CODMn/NH4+-N比为2时，NH4+-N有很好的去除效率平均为80.96％;随着CODMn/NH4+-N比的升高，NH4+-N去除率能力减弱；CODMn去除率上升，CODMn/NH4+-N比升至6时，CODMn去除率达到64.58％。
确定单因素影响因子后，运用响应曲面法(Responsesurfacemethodology,RSM)研究了进水NH4+-N浓度、水力停留时间(HRT)、碳源加入量三个因素及其交互作用对于活性炭纤维填料生物滤器硝化性能中NH4+-N去除效率的影响；并且构建了预测模型，预测活性炭纤维填料生物滤器对于NH4+-N的去除效率，为此类循环水养殖系统(RacirculatingAquacultureSystems,RAS)工艺给出基础优化数据。结果表明，利用响应曲面法的中心复合设计建立进水NH4+-N浓度、水力停留时间、碳源加入量影响水体中NH4+-N去除效率的二次多项式回归模型，预测模型描述为：
Y=0..963-0.0549Xi+0.114X2-0.0344X3-0.00407X12-0.0178X22+0.000095X32-0.0115X1X2+0.00388X1X3+0.00277X2X3其中Y为NH4+-N去除率，X1为进水NH4+-N浓度，X2为水力停留时间，X3为碳源（葡萄糖）加入量。通过方差分析验证预测模型的调整复测定系数即R2（调整）为94.8％，拟合程度良好，可以对反应器的NH4+-N去除效率进行分析和预测。根据模型的因素项影响检测证明进水NH4+-N浓度、水力停留时间、碳源加入量、进水NH4+-N浓度和水力停留时间的交互作用、碳源加入量和进水NH4+-N浓度交互作用均对NH4+-N去除效率均有显著影响，在反应器操作运行时必须综合全面考虑。
同时为了研究生物膜的微生物生长情况，运用比耗氧速率法(SpeedOxygenUptakeRate,SOUR)测定了不同工况条件下，ACF填料滤器生物膜硝化活性变化情况。结果表明，ACF填料滤器中的氨氧化菌、硝酸菌和异养菌三者SOUR与水质中三态氮及CODMn指标都有较好的相关性。进水NH4+-N为2mg/L左右时，最佳HRT时间为3.1h,NH4+-N去除率最高达到79.41％，相应的氨氧化菌SOUR达到最高值为1.24mgO2/(g·h);HRT为3.1h时，最佳进水NH4+-N负荷为0.09g/(kg·d),ACF填料对于NH4+-N去除负荷为0.07g/(kg·d)，NH4+-N去除率为80.21％，相应的氨氧化菌SOUR达到最高值为1.42mgO2/(g·h);CODMn/NH4+-N比为2时，NH4+-N有很好的去除效率平均为80.96％，相应的氨氧化菌SOUR达到最高值为1.40mgO2/(g·h)，随着CODMn/NH4+-N比的升高，硝化细菌活性受到抑制，NH4+-N去除率能力减弱；而异养菌开始繁盛，CODMn去除率上升，CODMn/NH4+-N比升至6时，CODMn去除率达到64.58％，相应的异养菌SOUR达到最高值为2.02mgO2/(g·h)。
试验结果最终表明ACF材料本身吸附水体中NH4+-N和CODMn的性能较强，运用ACF填料作为新型过滤器填料处理养殖废水可行，有一定的应用前景，需要控制好进水NH4+-N浓度、水力停留时间以及碳源加入量这些因素对于硝化功能的影响，运用所作预测模型可以预测水体NH4+-N处理效率。通过SOUR法测定了ACF生物过滤器生物膜相的微生物变化情况，为研究其硝化性能提供了理论依据。