在生物圈中循环的所有元素中,磷是最稀有的元素,同时磷也是生命的基本组成部分,但是陆地上的磷元素一直在流失。现在污水处理厂常用生物除磷有着出水不稳定的缺陷,所以往往配合化学沉淀除磷技术。但是这种处理方法往往产生大量剩余污泥,没有实现磷元素的回收,而吸附法有着除磷效果好、成本低、可以回收磷元素等其他除磷方法无法取代的优势。水凝胶型吸附剂因其体积大,易于与污水分离,可以实现磷元素的回收,是一种值得深入研究的吸附剂材料,而镧元素的引入可以有效增加吸附剂对磷的吸附容量,且在低浓度条件下对微生物的生长有促进作用。综上所述,本课题中制备了一种新型镧改性氧化石墨烯和海藻酸双网络结构的水凝胶材料（GA-La）,并对其的结构、吸附效能和对SBR强化除磷影响进行了研究。对GA-La水凝胶表征结果显示出内部结构成卷心菜状,属于介孔材料,拥有较大的比表面积,对磷酸盐成功吸附。且最大吸附容量高达239.6 mg P/g,对磷酸盐吸附能力较强;随着p H的增加,吸附能力下降,说明吸附剂的吸附能力受到吸附剂表面质子化程度的影响,总体而言共存阴离子影响顺序为SiO₃^2->SO₄^2-=CO₃^2->NO₃^->Cl^-,其中SiO₃^2-对吸附影响远远大于其他阴离子,原因可能是因为硅离子与镧能形成稳定的复合物;吸附过程符合伪二级动力学模型,说明以化学吸附为主;吸附等温线符合Freundlich模型,说明吸附过程以多层吸附为主;吸附热力学结果ΔG为负值,说明水凝胶对磷的吸附是自发进行的过程,ΔH值为正值,说明吸附过程是吸热反应,ΔS是正值说明对水分子解吸的熵增大于对磷酸盐吸附引起的熵减。SBR强化除磷效能结果表明,投加低浓度吸附剂对于SBR中COD的去除有轻微促进作用,与此相对,吸附剂对于SBR中磷的去除效果的强化非常明显,但是当GA-La吸附剂投加量大于等于40 mg/L时,SBR出水磷浓度相差不大,符合城镇污水处理厂污染物排放标准一级A的小于0.5 mg/L。当GA-La吸附剂投加量小于等于40 mg/L的情况下,会导致SBR系统中EPS中的PN含量增加,通过3D-EEM结果可以看出,主要是色氨酸样蛋白和类腐殖酸物质的含量在增加,而且污泥性质中的污泥粒径会增大、SVI会减小、MLVSS/MLSS会增大、PN/PS会增加、CellTP会减小,这些数据共同说明低浓度GA-La吸附剂会释放一定浓度的La³⁺,而低浓度的La³⁺可以刺激活性污泥产生酶促反应,会增大活性污泥的活性及絮凝性能,但是会减小活性污泥中聚磷菌的活性。