膨润土以其大的比表面积、良好的吸附性能与阳离子交换能力,在污水处理中得到广泛应用,实际运用中常使用改性过的膨润土。本研究探讨了几种膨润土改性方法,使用了无机改性药品硫酸镁和氯化钙,且首次进行了颗粒状膨润土吸附柱动态吸附模拟含氨氮、磷酸根废水的试验研究。研究主要通过对膨润土粉末改性、造粒对水中氨氮、磷酸根吸附性能的影响以及膨润土颗粒吸附柱动态吸附模拟废水和沙湖水三个方面的试验,探究改性膨润土对污水中氮磷的吸附性能。主要研究内容及结果如下:（1）膨润土粉末改性对水中氨氮、磷酸根吸附性能的影响膨润土的最适改性条件:改性浓度0.1 mol/L、改性药品CaCl₂、吸附时间40 min。膨润土经CaCl₂、MgSO4等改性后,蒙脱石的层间距与比表面积增加,促进了膨润土与水中离子发生吸附反应,使改性土的去除率高于不改性土。CaCl₂改性土的吸附能力高于MgSO4改性土。废水中NH4+、PO43-离子的初始质量浓度增加,膨润土的离子交换容量增加,水中污染物的去除量增加,然而初始浓度的增长速率大于水中污染物去除量的增长速率,最终水中营养盐的去除率减少。故CaCl₂改性土和MgSO4改性土的氨氮、磷酸根去除率均随着其初始浓度升高而降低。混合吸附增加了水中阴离子的浓度,高浓度的阴离子改变蒙脱石矿物的构造,并与之生成新的化合物,抑制阳离子的交换吸附作用。所以改性膨润土同时吸附氨氮、磷酸根时,其吸附性能会相互影响。混掺土（将两种改性土混掺）的两种阳离子之间的交换吸附抑制了单一阳离子与水中NH4+的交换吸附作用,所以混掺土的氨氮去除率低于非混掺土。又因阴离子的吸附作用不受影响,混掺土的磷酸根去除率均高于不改性土,又低于AlCl3改性土。混掺土中吸附氨氮、磷酸根能力较低的土所占比例愈小,混掺土综合吸附能力愈强。（2）膨润土颗粒对水中氨氮、磷酸根吸附性能的影响以膨润土作原料,质量分数2%的AlCl3溶液作黏连剂,制成直径3～4 mm的球状,在烘箱中105℃下烘3h,再在马弗炉中500℃下烧4h,由此所得膨润土颗粒对水中营养盐的吸附性能最佳。膨润土制成颗粒后比表面积变小,表面能变小,与水中污染物接触的表面积减少,且制备过程中的灼烧工序降低了膨润土的活性,故而膨润土制成颗粒后吸附性能有显著下降。但无论是粉末状还是颗粒状,CaCl₂改性土的吸附性能都是最好的。CaCl₂改性颗粒的氨氮去除率是不改性颗粒的1.20倍,磷酸根去除率是不改性颗粒的2.21倍。水中氨氮初始质量浓度增加,膨润土颗粒的氨氮去除率也随之增加直至吸附饱和,后因氨氮初始值升高导致去除率下降,CaCl₂改性颗粒对磷酸根的吸附已饱和,故大体上呈现下降的趋势,不改性颗粒的去除率无明显变化。CaCl₂改性颗粒对水中氨氮的最大吸附浓度为40mg/L,不改性颗粒为37mg/L,CaCl₂改性颗粒对磷酸根的最大吸附浓度为2.9mg/L,不改性颗粒为5.6mg/L。（3）膨润土颗粒吸附柱动态吸附实验研究水力停留时间60 min时,氨氮、磷酸根的去除率最高,运行时间也最长,所以装置的最适水力停留时间取60 min。水力停留时间越小,相同时间内流经吸附柱的水量越大,膨润土颗粒不与废水充分接触,氨氮、磷酸根的去除率越小,故水力停留时间愈小,氨氮、磷酸根去除率愈小,最大运行天数也愈少。吸附柱吸附沙湖水时,氨氮、磷酸根的去除率比自配液较低,渗透曲线与横轴的交点也比较小。又由于沙湖水中除氨氮、磷酸根外还含有有机物、固体悬浮物、重金属、微生物等其它污染物,这些污染物会占据膨润土的离子位,导致氨氮、磷酸根的实际去除率显著低于理论值。本研究中膨润土的改性方法和造粒方法可以应用于实际废水的脱氮除磷工程中。最佳使用条件是用0.1 mol/L的CaCl₂改性膨润土,静止吸附40 min（膨润土颗粒是在100 r/min下振荡吸附60 min）,可同时吸附废水中的N和P。又因膨润土不易沉降,难以固液分离,亟需解决土水分离的难题。而使用吸附柱吸附废水的方案还不能应用于实际废水处理当中,因为吸附柱吸附实际废水时氨氮、磷酸根去除率显著降低的问题尚未解决。