磷是引起水体富营养化的限制性因素之一，过量的磷对湖泊、水库等生态系统的平衡造成了破坏。传统的水处理技术在处理低浓度含磷水和地表水时总难以达到优异的去除效果，而吸附法不仅可对低浓度磷进行稳定处理，还能对水中的磷进行回收利用。但是，实验室研发和制备的吸附除磷材料一般难以进行工业量产，无法进行大规模的实际工程应用。因此，寻找能进行工业量产并具有高效稳定性的吸附材料，通过优化运行参数使其能应用于实际的水处理工程中，成为了吸附除磷的研究重点和难点。本文通过对氢氧化锆吸附除磷材料进行改性，研制了一种能进行工业量产、循环再生、回收利用的氢氧化锆颗粒，通过优化材料的吸附除磷工艺参数，使材料在实际水处理工程应用中具备优异的连续除磷能力和回收利用率，对吸附除磷材料的工程化应用提供了一定的理论支持。本文的主要研究内容包括：采用分析纯和工业级氢氧化锆粉末吸附材料进行序批式低浓度含磷水处理实验，以获得了吸附材料的除磷性能基本参数；对工业级氢氧化锆粉末进行改性，制备了能工业量产的氢氧化锆颗粒，并对其进行了序批式和连续流实验，获得了材料的吸附除磷性能参数。本文的主要研究结果如下：
　　①分析纯、工业级氢氧化锆粉末及自制氢氧化锆颗粒的序批式实验中，材料对0.5mg/L的低浓度含磷水的吸附除磷性能参数基本一致。磷的去除率随吸附剂投加量的增大而增大；当pH在6~9之间，水温在25℃~55℃之间，材料吸附除磷效果受溶液pH、温度影响较小，共存阴离子对材料的吸附性能基本无影响。综合考虑吸附去除率、脱附率和经济效益，粉末和颗粒氢氧化锆的最佳吸附时间分别为5~20min和20~50min，最佳的脱附碱液浓度都为1.0mol/L~2.0mol/L，最佳脱附时间分别为10~30min和30~40min。
　　②氢氧化锆颗粒连续流吸附柱实验中，进水浓度为0.5mg/L，出水浓度控制在0.3mg/L以下，选取的水力停留时间越大，运行时间越长；出水超标时，对吸附材料进行脱附再生，选取的脱附液碱浓度越大，脱附率越高。综合考虑吸附柱的运行时间、处理水量、磷积累量、脱附率和经济效益，对于0.5mg/L的含磷水，氢氧化锆颗粒连续流吸附柱的最佳水力停留时间为10min，最佳脱附液碱浓度为2.0mol/L。
　　③氢氧化锆颗粒连续流吸附柱实验中，进水浓度为0.5mg/L，出水浓度控制在0.3mg/L以下，连续吸附-脱附6次后，累积运行时长701h，材料的处理能力仅下降1.31%；在共存阴离子干扰条件下，连续吸附-脱附6次后，累积运行时长694.5h，材料的处理能力仅降低1.63%；对处理重庆市渝北区两河口水库（宝圣湖）库区湖水的实际含磷地表水，连续吸附-脱附6次后，累积运行时长569h，材料的处理能力仅降低1.64%。氢氧化锆颗粒吸附剂对低浓度含磷水体的处理具有良好的化学稳定性和循环再生性能。
　　④氢氧化锆颗粒吸附剂在处理0.5mg/L的含磷水时，连续流吸附柱实验的吨水处理药剂费用为0.79元/m3；实际工程应用中吸附剂的吨水投资为354.5元/m3，吨水处理药剂费用为0.483元/m3。氢氧化锆颗粒吸附剂在深度除磷工艺中具备优异的经济效益。