磷是造成水体富营养化的关键元素,城市废水、工业排放物和畜牧生产的粪便以及农田径流是地表水体中磷的主要来源。因此,有效控制水体中磷是防治富营养化的主要途径。目前除磷方式以化学除磷剂为主,主要依靠化学沉淀、絮凝沉淀等。但该方法药剂用量大、成本高、污泥产量大,且难于分离,使其大规模的应用受到限制。吸附法则以简单、环保、低成本受到关注,常用的除磷吸附剂为金属氢氧化物、炭质类材料和矿物质材料等,源于铁、铝、镧、钙等多种金属氧化物与磷酸盐之间的配体交换及静电吸引等相互作用。给水厂铝污泥（WTR）产量巨大且处理成本昂贵,而铝污泥内部丰富的水合铝氧化物、较优的孔结构和对阴离子良好的吸附能力,使其成为水处理吸附领域极具发展潜力的资源。如果将铝污泥的处置与磷污染防治相结合,运用“以废治废,变废为宝”的双赢策略不仅解决了两大现实环境问题,也符合全面提高资源利用效率的国家重大战略需求。本文以铝污泥为基底材料,采用金属改性方式提升吸附效果,探究金属掺杂行为的作用规律和强化吸磷的机制。通过海藻酸钠包埋技术和氨基功能化的设计,构建具有优异去除性能的宏观体铝污泥微球,基于动力学和热力学模型研究其对水中磷酸盐的吸附行为。并通过模拟废水动态吸附实验研究其实际应用的潜力。具体研究内容和结论如下:（1）以铝污泥为基底材料,采用共沉淀方法对铝污泥分别进行12种金属离子(Mg2+、Ba2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、K+、La3+、Ce3+、Zr4+、Y3+、Bi3+)改性,最终优化出5种增强吸附性能的Zn-WTR、La-WTR、Ce-WTR、Zr-WTR、Y-WTR材料。对所得五种产物进行表征和吸附实验发现:通过共沉淀法金属元素都被成功负载到铝污泥上,比表面积均有1～9倍的提升。金属改性后的铝污泥（M-WTR）对磷酸盐的吸附过程符合拟二级动力学,其中La-WTR、Ce-WTR、Zr-WTR和Y-WTR对磷酸盐的吸附符合Freundlich模型（R~2?＞0.991）;Ce-WTR饱和吸附容量（Qm）达到14.858 mg·g-1,是原生铝污泥（WTR）吸附量的2倍多。研究结果表明,通过共沉淀法可以实现铝污泥的金属改性,有效增强铝污泥表面正电荷,强化了铝污泥对磷酸盐阴离子的吸附性能。（2）为进一步解决粉末状铝污泥易堵塞、易流失以及难分离等技术问题,在铝污泥Ce3+改性的基础上,引入海藻酸钠为聚合物,Na2CO3为制孔剂,通过包埋技术制备了铝污泥基水凝胶微球。通过调控海藻酸钠与Na2CO3的质量比,确定了Ce-WTR:海藻酸钠:Na2CO3的质量比为12:1:1时制备的微球（Ce WTR-12/SA-1）对磷酸盐具有最佳的吸附性能,对其进行了表征和吸附研究。结果表明,Na2CO3的引入使得总孔隙体积（0.0085 cm~3/g）和平均孔径（10.202 nm）均提升1倍左右。在FTIR中Ce WTR-12/SA-1吸附后1050 cm-l处的新特征峰和XPS中P2p的出现,表明磷的成功吸附,2p态结合能的降低表明磷酸盐和水凝胶珠之间形成了强化学键和内球络合,吸附后O1s峰面积的降低,也验证吸附过程中配体交换的机理。Freundlich等温模型和拟二级动力学更适用于表达Ce WTR-12/SA-1对磷酸盐的吸附行为。在303 K下,其Qm达到20.36 mg·g-1,是WTR-SA吸附量的3.22倍,原生铝污泥（WTR）的3.2倍;在较宽的p H范围、不同离子干扰下,Ce WTR-12/SA-1仍保持着稳定的吸附能力。说明铝污泥形态的改变,可以为其在水处理方面更具潜力。（3）为了进一步提升铝污泥基水凝胶球的吸附性能,引入聚乙烯亚胺（PEI）成功制备了氨基功能化的铝污泥基复合材料。通过优化PEI的添加比例,选择了具有高效去除效果的NH-Ce WTR-10进行后续实验。EDS、FT-IR以及XPS结果表明,磷酸盐被成功吸附到水凝胶珠上。随着官能团内质子化胺数量的增加,其对磷酸盐的吸附能力增强,说明静电相互作用是氨基正电荷强化吸磷的主要机理。吸附实验结果表明,在313 K下,NH-Ce WTR-10对磷酸盐的Qm达到29.56 mg·g-1,是原生铝污泥的（WTR）的4.82倍,其吸附行为符合Langmuir等温模型和拟二级动力学模型,且该材料具有良好的抗干扰能力。模拟生活废水实验表明该材料在长达45天的动态吸附过程中的磷酸盐去除率仍为98-100%,说明NH-Ce WTR-10具有优异的吸附性能,有望应用于实际废水处理。研究成果为铝污泥基材料的开发和水体富营养化的治理提供理论依据。