重金属具有高生物蓄积性和毒性,是目前国内外环境领域研究的重点。铅和镉是重金属污染水体中常见的两种极具毒性的重金属。富营养化是水体污染中另一个极具挑战性的问题,尤其是城市供水水库中藻类爆发极易造成供水管网过滤材料堵塞并有可能渗入供水管网。因此,饮用水处理厂使用聚丙烯酰胺（PAM）去除微藻,但会产生含有PAM的微藻污泥废物。微藻废弃物的资源化利用是对其妥善处理避免二次污染的有效处理方法。本文选择中国西北水体中常见的钝顶螺旋藻为研究藻种,通过PAM絮凝收集以模拟饮用水厂的微藻污泥废弃物。采用传统的高温干燥和真空冷冻干燥方式将微藻污泥制备成微藻粉,同时与同干燥条件下未经过PAM絮凝的纯藻粉进行比较,探究其在模拟的铅、镉单一体系和二元体系废水中的吸附效果以及吸附机理。传统藻粉使用过程中会导致水体溶解性有机物含量增加,造成潜在的环境风险,采用超声波破碎和真空冷冻干燥的方法改进藻粉的制备技术,探究其吸附性能及风险控制效果。研究结果如下:（1）烘干-PAM-钝顶螺旋藻藻粉（Op）、真空冷冻干燥-PAM-钝顶螺旋藻藻粉（Vp）、烘干-钝顶螺旋藻藻粉（O）以及真空冷冻干燥-钝顶螺旋藻藻粉（V）均对Pb²⁺和Cd²⁺具有极高的吸附效果。此外,该四种藻粉的吸附能力优于近期研究的同时去除Pb²⁺和Cd²⁺的大多数其他吸附剂,且真空冷冻干燥的两种藻粉的吸附效果更显著。相比之下,Pb²⁺与藻粉的亲和力强于Cd²⁺,Vp和V对Pb²⁺的吸附效果更好,而Cd²⁺与Op的结合效果更佳。0.5 g/L藻粉添加到p H 5.0且25℃的Pb²⁺溶液中吸附效果最佳,而Cd²⁺的最佳吸附条件除p H为7.0外其余同Pb²⁺。四种藻粉在Pb²⁺和Cd²⁺单一溶液中的吸附遵循伪二级动力学模型,Langmuir等温线模型能很好得描述四种藻粉对Pb²⁺的吸附,对于Cd²⁺来说,除Op与Freundlich等温线模型吻合度最高外,其余三种藻粉用Langmuir等温线模型拟合效果更好。通过模型计算的四种藻粉对Pb²⁺的最大吸附量Q_m大小排序为:V>Vp>Op>O,而Cd²⁺的排序则为Op>O>Vp>V。（2）在Pb²⁺和Cd²⁺二元体系中,四种藻粉对Pb²⁺与Cd²⁺的最佳吸附条件为0.5 g/L投加量、溶液p H 5.0及温度25℃。由于存在竞争吸附,与单一体系相比,二元体系中四种藻粉对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附能力均有所下降,且溶液初始浓度高于10 mg/L时,Pb²⁺存在下Cd²⁺的吸附减少量大于Cd²⁺存在下Pb²⁺的吸附减少量。Q_b/Q_s的比率对溶液初始浓度高度依赖,表明Pb²⁺和Cd²⁺具有竞争性吸附。此外,吸附过程遵循伪二级动力学模型和Langmuir模型。（3）Vp属于介孔和大孔材料,而其余三种藻粉均为大孔材料。扫描电镜表明Op细胞和O细胞存在粘连结块现象,而经过真空冷冻干燥处理的Vp细胞和V细胞的分散性较好,Vp细胞的完整性也优于Op细胞。能量色散X射线分析证实从金属溶液中分离的藻粉附着有Pb²⁺和Cd²⁺。傅里叶变换红外光谱图证明藻粉表面的羟基,氨基,羧酸根,磷酸根和酰胺参与吸附过程。（4）同传统烘干法藻粉Op相比,通过改进制备工艺制得的Vp、超声破碎-烘干-PAM-钝顶螺旋藻藻粉（UOp）和超声波粉碎-真空冷冻干燥-PAM-钝顶螺旋藻藻粉（UVp）均能够有效控制藻粉吸附Pb²⁺而引起的水中DOC残留问题。水中DOC的残留量随藻粉投加剂量的增加和接触时间的延长而增加。与Op相比,三种改良藻粉对Pb²⁺的生物吸附效果更好,达到吸附饱和所需的时间更短。UVp对Pb²⁺的最大生物吸附量为582 mg/g,是Op的两倍以上。它在40 min内达到吸附饱和,比O节省11 h。Langmuir等温模型可以很好地拟合四种藻粉对Pb²⁺的吸附。初步给出Vp、UOp和UVp处理重金属污水的应用意见:0.5 g/L Vp在Pb²⁺溶液中停留2 h时最佳,此时,水中DOC残留量仅为3.45 mg/L而Pb²⁺的吸附量为85.89 mg/g;0.5 g/L UOp在废水中停留1 h时DOC残留量仅为10.88 mg/L且Pb²⁺的吸附量达到95.10 mg/g;添加0.5g/L UVp在Pb²⁺溶液中反应40 min时DOC为9.82 mg/L,Pb²⁺的吸附量达到98.66 mg/g。