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水体中过量的磷会造成水体富营养化,破坏水体环境,进而导致水体恶化。吸附法针对低浓度废水处理有着成本低廉、操作简单、除磷效率高和无二次污染等优点。钢渣是炼钢过程中排出的一种工业废渣,综合利用效率低,大量堆积会污染生态环境。钢渣因自身的物理特性而具有一定的吸附能力,但是大粒径钢渣的比表面积低,除磷效果不理想,微粉钢渣在实际应用中因粒径过小,易堵塞管道而达不到理论吸附效果,并且存在滤料流失的风险。改性钢渣陶粒以钢渣为基材,添加改性剂、粘接剂和扩孔剂,混合、造粒加工成型,再经高温烧结而成,本论文选用两种改性剂制备出了两种具有一定粒径、硬度和孔隙度的改性钢渣陶粒。制备出的两种材料具有易于固液分离且高效除磷的优点,研究各种条件对改性钢渣陶粒除磷效果的影响以及除磷的等温吸附和动力吸附,并进一步通过比表面积及孔径分布测试仪、扫描电镜和X射线粉末衍射仪探讨改性钢渣陶粒除磷机理。现将本文所得结论归结如下:1、通过静态吸附试验,探讨了投加量、反应时间、初始磷浓度和溶液pH值对两种改性钢渣陶粒除磷效果的影响,确定了改性钢渣陶粒除磷的适宜操作条件:处理0.5mg/L的模拟含磷废水,投加量为5g/L,铝改性陶粒在60min时,去除率达91.82%,钙改性陶粒为30min时,去除率达98.72%,在较短时间内,均有较好的去除效果,在pH值介于5~11时,两种材料对磷的去除率均在91%和95%以上,因此该材料的适用范围比较广。2、两种材料的除磷过程更符合Langmuir模型,(铝、钙改性的钢渣陶粒的线性相关系数分别为0.9962和0.9790),属于单分子层吸附模型,具有典型的化学吸附性。两种材料对磷的吸附符合Lagergren二级动力学吸附速率方程,能够较准确的反应磷的吸附过程。3、将改性钢渣陶粒用于实际废水的处理,在处理模拟废水过程中,铝、钙改性钢渣陶粒投加量为5g/L时,水体中磷酸盐的去除率分别达到91.82%、98.72%;在处理实际废水过程中,当铝、钙改性钢渣陶粒的投加量为10g/L时,水体中磷酸盐的去除率分别达到93.37%、95.63%,改性钢渣陶粒对所取实际废水的去除效果不如对模拟废水的去除效果好,但是增加改性钢渣陶粒的投加量也可以取得良好的除磷效果。4、通过扫描电镜和X射线粉末衍射分析,改性后的钢渣陶粒较原钢渣比表面积较大且空隙结构较多,吸附材料除磷后材料中能明显检测出反应生成物的存在,生成物主要是磷酸钙。改性钢渣陶粒吸附磷酸盐主要通过物理吸附、离子交换和化学沉淀等作用。负载Al的钢渣陶粒除磷过程主要为水溶液中的磷酸盐与吸附材料中含Si、Al的有效组分发生配位体交换,也包含化学沉淀,伴随有静电吸附和物理吸附;负载Ca的钢渣陶粒除磷过程主要为水溶液中的磷酸盐与吸附材料中含Ca的有效组分发生化学沉淀,伴随有物理吸附和静电吸附。5、以2号改性钢渣陶粒为例,在改性钢渣陶粒吸附饱和后,采用Na OH为再生剂,再生后的材料用量为5g/L,磷酸盐溶液的初始浓度为0.5mg/L时,反应30min后磷酸盐的去除率达到90%左右。最佳再生条件:Na OH溶液的最佳浓度为3mol/L,再生时间30min。与以往研究相比,将钢渣制备成颗粒状复合吸附材料既避免堵塞管道及再回收利用,又可以提高钢渣的除磷效率。改性钢渣陶粒因自身的化学和物理特性(表面官能团、表面积、孔隙率)使其具有较高的物化吸附和化学沉淀性能。该吸附剂基本不受水体p H值的影响,吸附效果良好,除磷效率高,既可用于水体富营养化等低浓度含磷废水的处理,也可直接用于河湖修复、人工湿地和常规废水处理工程的深度处理等,并且原料来源广泛,价格低廉,制备方法简单,工艺绿色环保,可操作性强,具有广泛的工业应用前景。