磷是造成水体富营养化的重要元素，也是一种正在日趋减少的有限资源。从污水中回收磷不仅消除其对水体的污染，也是弥补磷资源的有效方式。另一方面，污水处理厂产生大量的污泥，通过污泥热解碳化的方式制备去除环境中污染物的吸附剂是污泥资源化的途径之一。本论文以城市污水处理厂污泥为原料，通过热解碳化法制备除磷吸附剂，以期实现污泥的资源化利用与污水中磷资源的回收。通过系统研究取得如下的主要成果。　　以城市污水处理厂剩余污泥为原料，以吸附剂得率、稳定性和除磷性能为指标，对比了“不隔绝空气”和“隔绝空气”两种情况下污泥碳化制备吸附剂性能的差异。结果表明，隔绝空气制备的吸附剂在得率和磷吸附量方面均高于不隔绝空气制备的吸附剂，孔结构也优于不隔绝空气制备的吸附剂。此外，碳化温度、时间、升温速率等因素对制备吸附剂的得率和磷吸附量影响较大，以响应曲面法优化得到最佳制备参数为:①不隔绝空气条件下，碳化温度690℃、碳化时间51min、升温速率23℃/min;②隔绝空气条件下，碳化温度750℃、碳化时间40min、升温速率20℃/min。因此，隔绝空气条件下直接碳化制备吸附剂为最佳制备方法。　　在室温下，采用批量试验考察了碳化污泥吸附剂除磷性能及影响因素。结果显示，吸附剂粒径越小，对磷酸盐去除更强;pH值在7-10范围内吸附磷酸盐能力最强，离子强度增高阻碍除磷过程，共存阴离子HCO3-、CO32-，及有机物类中的腐殖质对磷酸盐的吸附产生竞争影响明显。原污泥中Ca/P、Al/P、Fe/P、Si/P含量较高时，制备的吸附剂除磷能力较强。　　通过对碳化污泥除磷吸附剂的结构特性表征和除磷过程中固相与液相物质变化特征，探讨了该吸附剂的除磷机制。结果表明，除磷点位为吸附剂上附着的非碳类晶体矿物颗粒;吸附模型分析证明对磷酸盐的吸附是由化学吸附反应主导的，在吸附剂表面呈单分子层吸附的吸热反应过程。通过分析吸附过程中液相中物质变化特征，并结合Visual MINTEQ溶液模拟平衡分析磷酸盐迁移转化趋势，可以确定，磷酸盐的去除机制同时包括Ca-P化合物结晶与沉淀、Al-P化合物沉淀，以及吸附剂表层Fe、Al和Si的氧化物吸附作用。　　重金属潜在生态风险分析研究表明，污泥制备吸附剂可降低其中重金属的生态风险。生命周期评价结果表明，与国内目前常用的卫生填埋和污泥焚烧处置方式相比，利用污泥碳化制备除磷吸附剂并作为土壤改良剂具有较低的环境影响，并且进一步对热解过程中产生的生物油、生物燃料回收利用，则更有环境效益和资源化优势。　　上述研究表明，利用污泥热解碳化制备的除磷吸附剂能有效去除水中磷酸盐，是一种污泥资源化利用的新思路。