水体富营养化使得藻类等自养生物迅速繁殖,消耗氧气,使水中溶解氧减少,水质变差,生态系统遭到破坏,水生动植物无法生存,甚至危害人体健康。磷是水体富营养化的主要因素之一,天然水体中的磷污染主要来源于人类的生活与生产,污废水处理技术是阻止水体中磷污染的主要方法,而限制于当前的水处理技术条件,人类生活与生产废水经处理后的尾水中仍含有低浓度的磷酸盐从而引起水体的磷污染,因此,污水处理厂尾水中低浓度磷的处理技术是当前水处理技术的热点之一。常用的除磷方法有传统的活性污泥法、化学沉淀法及物理吸附法等方法。物理吸附法因其具有资源回收、污染小、效率高、可再生等优点,可单独或与其它工艺联合进行除磷,是目前研究较多的污水除磷热点技术之一,吸附剂的性能是决定吸附法除磷效果的关键因素。纯的海泡石具有类纤维状的晶体结构,而天然海泡石中含有大量杂质物质,从而使其在结构上兼具束状与层状的过渡性质,其晶体中间断的单层镁氧八面体,被夹在连续的双层硅氧四面体中间,交替排列以形成2∶1层状性结构,整个结构由沸石水通道和孔隙贯穿,其理论表面积可达到900m²/g,并且具有极强的离子交换能力,吸附范围很广,能高效地的吸附水、高极性和低极性等物质。类水滑石是一种双金属氢氧化物,一般由二价和三价金属离子组成,其结构体中含有大量净正电荷,通过改变金属离子在水滑石层板中的比例,可调节层间阴离子的数量从而改变层板间的距离。同时类水滑石化合物具有较好的离子交换能力以及记忆效应的,目前被广泛应用于吸附磷酸盐的研究。本研究采用向商品级的海泡石中引入Mg-Al离子进行复合改性,在海泡石中形成一种海泡石的纤维结构与类水滑石结构的混合体,从而强化海泡石对水中低浓度磷酸盐的吸附特性。采用静态实验和动态实验相结合,通过不同的动力学模型、吸附等温线模型探究改性海泡石的除磷机理,并以SEM、FT-IR、XRD等仪器分析方法对改性海泡石的物理化学性质进行深入分析研究。在静态吸附实验中,通过改变反应时间、投加量、p H值、初始总磷浓度、共存离子等试验条件研究Mg-Al复合改性海泡石的吸附性能。实验结果表明,投加量为0.3g/L的改性海泡石在p H=6,0.5mg/L的磷溶液中,298K的温度下经30min反应,对水中总磷的去除效率高达97%以上。水中SO₄^2-、CO₃^2-等共存阴离子对其吸附性能的影响较大,SO₄^2-在0～6mmol/L的浓度范围内,磷的去除率仍可达66%以上,而当CO₃^2-浓度6mmol/L时,磷的去除率只有40%,因此,限制水中CO₃^2-离子的浓度能有效地提高Mg-Al复合改性海泡石对水中低浓度磷的去除率。对Mg-Al复合改性海泡石吸附水中磷酸盐前后的物理化学性质进行FT-IR、XRD等表征。FT-IR结果表明,Mg-Al复合改性海泡石吸附水中磷酸盐后,在1371cm^-1位置处产生了新的吸收峰,该吸收对应于P-O的伸缩振动峰,说明水中磷酸盐被成功地从液相转移到固相的Mg-Al改性海泡石上,从而达到吸附去除的目的。XRD分析表明,将Mg-Al复合改性的海泡石投入到磷溶液时,磷酸根和氯离子迅速发生离子交换,复合改性海泡石在2θ=11.6°出现了一种类水滑石化合物,衍射峰较弱,意味着海泡石结构是主相,该化合物是在水热改性海泡石中载入的镁、铝、氢氧根等介质沉淀而成,吸附后该峰依然存在。使用Langmuir、Freundlich等吸附等温模型均能对该吸附过程进行非常好的拟合。在298k的条件下,改性后海泡石的理论最大吸附容量为10.25mg/g。复合改性海泡石对水中微量磷的吸附过程更符合伪二级动力学模型,表明吸附活性位点和磷酸盐之间主要为物理、化学共同作用的多层吸附。Mg-Al复合改性海泡石对水中磷酸盐的动态吸附实验结果表明,吸附柱的穿透时间随着填料层的高度增加而增加,随初始浓度增加而降低。采用Thomas和Yoon-Nelson模型对该动态吸附过程进行拟合都能取得较好的效果。综上所述,本研究所制备的Mg-Al复合改性海泡石,对污水处理厂尾水中微量磷具有较好的吸附性能,是一种理想的吸附材料。