由于工业的迅速发展,重金属污染问题日益突出。如何经济、高效地去除废水中的重金属离子已成为水环境保护中的重要课题。采用人工湿地处理含重金属离子废水是一种新兴工艺,其低能耗、低运行成本的优点吸引着众多研究者的关注。人工湿地去除废水中重金属离子主要是依靠填料的吸附作用来实现,因此填料的选择、定量及其对重金属离子吸附行为的研究在应用人工湿地处理重金属废水中具有重要意义。经典等温吸附理论都将平衡离子吸附密度qe定义为平衡液相离子浓度Ce的一元函数,而所有经典动力学方程也只给出了吸附密度q与吸附接触时间t的关系。在实际应用中经典吸附方程存在着吸附剂浓度效应和方程中参数不稳定等问题,受基本函数关系的限制,经典方程不能直接用于计算已知起始离子浓度Co和吸附剂浓度Wo体系的吸附量。因此,改进和完善液／固吸附理论,建立更为科学实用的离子吸附定量模型成为当前吸附领域的研究重点之一。针对以上问题,本研究选择蛭石作为吸附剂,在起始离子浓度20-750 mg/L和吸附剂浓度20-150g/L范围内进行了Cu2+的等温吸附试验和动态吸附试验。主要研究结果如下：1.等温吸附试验表明,蛭石对Cu2+具有较强的吸附能力,其饱和吸附密度qm可达4.5 mg/g；动态吸附试验表明,蛭石对Cu2+具有较快的吸附速率,10分钟内,吸附密度可达平衡吸附密度的65%左右。因此,利用蛭石这一价格低廉、储量丰富的新型吸附材料来去除废水中的Cu2+,不仅可取得良好的处理效果还可以有效地降低废水的处理成本。2.经典等温吸附曲线存在明显的吸附剂浓度效应,随吸附剂浓度Wo增大,传统定义的qe-Ce等温线降低,经典方程的参数也呈现显著差异,说明与经典模型定义的关系不同,平衡吸附密度qe不唯一由液相平衡浓度Ce所决定,而是Ce和Wo两个变量的函数。由于样本系列吸附剂浓度具有显著差异,Langmuir与Freundlich方程均不能用来描述综合样本试验数据。3.平衡离子吸附密度qe为Co/Wo(起始点液相离子浓度Co与吸附剂浓度Wo的比值)与Ce/Wo(平衡液相离子浓度Ce与Wo的比值)两者之差。重复测试证实qe、Ce/Wo与Co/Wo三者具有——对应的关系。观察到的现象表明液／固相离子吸附体系中的强度因子不是Ce而是固相的qe与液相的Ce/W0。支持这一强度因子观点的依据是离子吸附反应的方向与速率取决于系统中离子量与吸附剂量的相对水平。4.检验了液/固离子吸附体系四组分模型理论,该模型认为吸附系统由四个必要并密切相关的因子组成,其分别为：液相离子C、固相离子Q、未被占据的吸附点Wu、以及被离子占据的吸附点Wc,离子吸附基本反应式为：C+Wu======Q+Wc吸附反应的平衡常数为：k=([C]e[Wu]e)/([Q]e[Wc]e)=(Ce/Wo)(qm-qe)/qe2理论上,离子吸附反应达到平衡的条件是离子与吸附剂化学势之和在液固相之间的差异为零,即μC,e+μWu,e=μQ,e+μWc,e5.用Cu2+吸附数据验证了平衡吸附预测模型：qe={c0+qm-[(c0+qm)2-4c0qm(1-k)]1/2}/[2(1-k)],c0=C0/W0模型的参数(吸附容量qm与吸附平衡常数k)物理意义明确。重现性检验证实平衡吸附预测模型具有较高的预测精确度。6.用Cu2+吸附数据验证了新的动力学方程：q=qe{1-[b/(b+t)]a},a=1/2,b=qe/(c0qm)1/2试验检测结果表明新方程的参数与起始离子浓度C0和吸附剂浓度W0具有相对稳定的函数关系,可作为给定C0、W0条件下蛭石-水溶液体系中Cu2+吸附动力学过程的预测模型。