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富营养化是一个全球性的重大水环境问题，引起了人们的广泛重视。通常认为磷是水体富营养化的主要限制性因子，如果能有效降低水体中磷的浓度，就有可能控制富营养化的发生。青草沙水库是上海重要的供水水源地，长期运行存在发生富营养化的风险，影响供水水质安全。为此，本文提出吸附/共沉淀除磷技术，通过将磷浓度降至较低，以期达到控制富营养化的目的。以水处理中常用的铁、铝、锰等的化合物为原料，通过在线制备和投加吸附剂，试图解决粉末吸附剂的工程应用问题。主要研究内容及成果包括:
1.通过氧化-共沉淀法制备出新生态铁锰复合氧化物FMBO（纳米级悬浮液），结果表明，FMBO显示出不同于单一金属氧化物的表面物化特征，FMBO微聚体粒径较小，呈纳米多孔态;通过XPS和EDAX表面分析，发现FMBO的表面Fe/Mn摩尔比分别为3.6和3.0，明显大于其总体Fe/Mn摩尔比2.3，且FMBO的XRD峰形和等电点接近于铁氧化物（约为7.3），说明与锰氧化物相比，铁氧化物更易富集在微聚体表面，使铁锰复合氧化物表面酸碱性质接近于铁氧化物。以上特征使得FMBO具有更好的磷吸附性能，pH5时的磷吸附容量高达0.223mol-P/mol-Fe（54.51 mg-P/g-FMBO），高于粉末状FMBO的吸附容量(33.20mg-P/g-FMBO，pH5.6)。在近中性pH值时，各共存阴离子对FMBO除磷的竞争影响均不大。
2.与单一的FeCl3混凝相比，Fe2+-KMnO4工艺明显具有更好的除磷效果，特别是pH＞7时，Fe2+-KMnO4工艺对PO43-去除具有更明显的优势，而且具有协同作用，这对于该工艺用于天然水体（弱碱性）除磷控藻非常有利;在近中性pH时，Fe2+-KMnO4工艺除磷反应速率很快（5 min内基本完成），共存物质如SO42-、HCO3-、SiO32-对工艺除磷的竞争影响不大;但DOC浓度较高时(4.5mg/L)，对工艺除磷的竞争作用较明显;而Ca2+、Mg2+可通过压缩双电层作用，促进工艺对磷的去除作用。XRD、FTIR、Raman和XPS分析的结果表明，Fe2+-KMnO4工艺用于水体除磷时，其主要机理包括吸附络合、电中和和共沉淀等作用。
3.为解决粉末FMBO的等电点较低(pHZPC=6.6)、在常规水处理pH值范围内静电引力小等不足，通过嵌入等电点较高的铝氧化物，制备出Fe-Al-Mn三元复合金属氧化物(Fe∶ Al∶ Mn=3∶3∶1)，结果表明，60℃～600℃制备的吸附剂均呈无定形，当温度＞600℃时，吸附剂转化为晶体态，其比表面积和磷吸附容量均明显降低;TG-DSC热重分析表明，吸附剂在600℃～700℃之间出现明显的重量损失，可能是由于金属氧化物的脱羟基作用和强烈结合水的损失引起，正是由于这种羟基破坏作用，造成高于600℃时制备的吸附剂的磷吸附容量明显降低。60℃时制备的吸附剂具有最高的磷吸附容量，吸附剂呈分散多孔的纳米颗粒（约几十纳米）微聚体结构，其等电点高(pHZPC=9)，吸附容量高达48.3mg/g(pH6.8，25℃);共存阴离子(SO42-、HCO3-、SiO32-和F-)对吸附除磷的竞争影响不大;热力学数据表明，磷在Fe-Al-Mn吸附剂上的吸附过程属于自发的吸热反应;Zeta电位、FTIR和XPS的分析表明，静电引力和通过表面羟基替换形成内球络合物是Fe-Al-Mn氧化物吸附除磷的主要机理。
4.FMBO、Fe(OH)3和FeCl3原位投加除磷的中试试验表明，在进水pH7.28～8.18、TDP=0.03～0.13条件下，FMBO和FeCl3对TDP的去除效果相对较好;FMBO对TDP的去除效果最稳定，并且FMBO和FeCl3工艺的药剂成本也较低;各池出水Fe和Mn的浓度均低于《地表水环境质量标准》所规定的0.3 mg/L和0.1 mg/L的值，不会对水质造成危害，FMBO和FeCl3对水体除磷控藻具有较好的应用潜力。