近年来,随着工业化快速发展和城市化扩张,水环境的污染问题也越来越严重,大量未经处理的污水排入自然水体中,对水体环境造成了严重污染,导致水体富营养化,影响着人们的用水安全。大量学术研究表明:磷是水体富营养化的最小限制因子,磷的去除是防治水体富营养化的关键。因此,在水体治理中,磷的去除和控制有着至关重要的作用。研制高效除磷而且成本低廉的除磷材料是控制水体富营养化和水体治理的重要研究方向。本文以研制高效经济的水体除磷材料为出发点,研究了钢渣、粉煤灰、沸石三种材料的除磷性能,并以醋酸纤维素为载体,以玄武岩纤维为增强材料,利用湿法纺丝技术合成制备出ZSFB复合纤维材料。在此基础上,对ZSFB复合纤维进行了表征,探究了其除磷性能以及在实际水体治理磷削减中的应用。主要内容如下:(1)研究了钢渣、粉煤灰、沸石的除磷性能。研究结果表明,钢渣、粉煤灰对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,钢渣、粉煤灰对磷的最大饱和吸附量分别为88.256、8.504mg/g;沸石对磷的吸附过程既符合Langmuir等温吸附模型,也符合Freundlich模型,沸石对磷的最大饱和吸附量为0.171mg/g。(2)以醋酸纤维素为载体,钢渣、粉煤灰、沸石为除磷基材,以玄武岩纤维为增强材料,通过湿法纺丝技术制备了连续的ZSFB复合纤维材料。用扫描电镜观察了纤维的微观结构,可以看出,ZSFB复合纤维相比醋酸纤维素纤维表面更加粗糙,内部为蜂窝状结构,钢渣、粉煤灰、沸石粉末分布均匀。(3)研究了ZSFB复合纤维的除磷性能。通过静态吸附,考察了复合纤维对磷的去除能力,并拟合等温吸附曲线,研究了复合纤维对磷的吸附过程。研究结果表明:在15、25、35℃时,复合纤维对磷的最大饱和吸附量分别为3.745、3.905、4.177mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,纤维对磷的吸附为吸热过程。(4)研究了温度、pH、纤维投加量、溶液初始磷浓度对ZSFB复合纤维除磷效果的影响。研究结果表明:复合纤维的吸附量与温度、纤维投加量、溶液初始磷浓度呈正相关;相同条件下,吸附时间越长,纤维除磷效果越好;不同pH值下,ZSFB复合纤维的除磷能力在酸性环境下最好,碱性环境次之,中性环境最差;相较于中性环境,酸性或碱性条件都能提高ZSFB复合纤维的除磷效果,因此,ZSFB复合纤维除磷具有较好的酸碱适应性。(5)通过原水磷削减实验,证明ZSFB复合纤维有很好的除磷效果。在原水磷浓度为0.3mg/L、复合纤维的投加量为5.13kg/m~2、过水通量在30L/(d·m~2)~35L/(d·m~2)之间时,去除率在30%以上。在相同投加量下,串联的方式能有效提高复合纤维的除磷能力。