我国目前给水厂污泥的产量日渐增加,人们对于给水污泥处置问题也日益重视,污泥处置以及资源化利用已成为近年的研究热点。本课题针对当前沈阳市某给水厂有待解决的给水污泥处置问题,结合前人学者对于污泥建材及吸附利用的相关研究成果,以给水污泥为主要原料制成陶粒,研究陶粒的表征,并探索粒径、初始磷浓度、陶粒投加量、溶液pH各项实验条件对除磷性能的影响。随后通过正交实验确定各项实验条件对除磷效果的影响程度,而后通过响应面实验对除磷条件进行优化。本课题结合我国当前水体富营养化的治理研究。选取农村生活污水作为未来的实际应用方向,进一步探索了陶粒作为人工湿地除磷填料时,对农村生活污水的动态除磷效果,研究了反应温度、初始磷浓度、水力停留时间对实验结果的影响。具体结论如下:(1)给水厂陶粒的各项物理化学性质均符合陶粒制作的要求,且以给水污泥、粉煤灰、硅酸钠为主要原料制成的陶粒,吸附点位多且内外分布广泛,具有更大的吸附容量,有很强的除磷潜力。(2)通过单因素实验以及正交实验,确定陶粒适合处理偏酸性的含磷废水,且粒径、溶液pH、陶粒投加量、溶液磷含量各因素中,陶粒粒径对溶液中的除磷影响最大,其次是溶液的pH和陶粒投加量,溶液初始磷浓度。(3)经过响应曲面分析确定粒径、pH、陶粒投加量三个因素对除磷率的影响是交互进行的,影响显著性顺序为pH、投加量、粒径。模型预测的最佳条件为粒径4mm,pH=4.06,投加量为10.48g,此时实际除磷率为78.76%。(4)通过进行吸附动力学和吸附等温线实验,确定给水污泥陶粒表面吸附点位的分布存在着一定的不均匀性,对磷的吸附符合单层吸附与多层吸附之间,且吸附除磷的反应过程更符合以化学吸附为主的吸附过程。(5)通过以温度、初始磷浓度、水力停留时间作为单因素变量探究污泥陶粒处理农村生活污水的动态试验可知,温度越高,填料对磷的去除率也越高,但对于整个反应体系来说,温度的影响并不显著。综合考虑磷浓度及水力停留时间,该填料应尽量选择低浓度(含磷率低于15%)的含磷废水进行设计实验及实际处理。