水体富营养化是世界各国面临的共同环境问题之一,污水排放导致的氮、磷浓度超标是引发水体富营养化的主要因素。生化法是当前污水的主流处理工艺,但受污水厂进水碳源浓度偏低、冬夏水温变化较大等因素的影响,污水处理厂生物脱氮除磷效率普遍较低,导致生化出水中氮、磷不能稳定达标。生化尾水中磷主要以磷酸盐的形式存在,而氮主要以硝酸盐的形式存在。因此,强化生化尾水中磷和硝酸盐的同步去除对于水体富营养化的防治具有至关重要的作用。吸附法是目前广泛采用的氮、磷深度净化方法之一,然而目前大部分吸附材料仅适用于磷或硝酸盐的单独去除,实际应用时如需同时脱氮除磷,则需要两段独立的操作单元,导致投资和运行成本偏高。因此,设计和制备具有选择性、能同步去除污水中磷和硝酸根的新型吸附材料,是污水深度处理的迫切需要。论文首先通过“悬浮共聚-表面胺基修饰”的工艺路线制得三乙胺修饰的聚苯乙烯微球(Triethylamine-Functionalized Polystyrene Resin,TPR),系统考察了TPR对污水中硝酸盐的去除性能。序批式吸附实验表明,pH对TPR吸附硝酸盐的性能有较大影响,在中性pH范围内TPR具有最大的硝酸盐吸附量(44.92 mg N/g),其吸附量与商业化阴离子交换树脂D201相近。在高浓度竞争离子(SO42-)存在的条件下,TPR对硝酸盐表现出优异的吸附选择性。固定床吸附实验表明,在保证出水硝酸盐浓度不超过10 mg N/L的条件下,TPR对模拟硝酸盐废水的处理量约为500床体积(BV)。循环再生实验表明,TPR的再生效率可高达98%,且在连续10批次循环“吸附-再生”实验中,TPR对硝酸盐的吸附量没有明显下降。综上所述,TPR能够稳定、高效的实现污水中硝酸盐的选择性去除,在硝酸盐废水深度处理领域具备良好的应用前景。为实现生化尾水中磷和硝酸盐的同步去除,本研究以TPR为载体,通过“离子交换-原位沉积”的材料制备路线,将水合氧化铁(HFO)纳米颗粒固载于TPR孔道内,研制出一种新型双功能复合吸附剂HFO@TPR。序批式实验表明,中性pH条件下,HFO@TPR对磷和硝酸盐均具有最佳的吸附性能。在S042-、HCO3-、Cl-等高浓度竞争离子存在的条件下,HFO@TPR对磷和硝酸盐的吸附量没有明显下降,表现出良好的吸附选择性。循环“吸附-再生”实验表明,吸附饱和的HFO@TPR能够通过NaOH-NaCl混合溶液进行原位再生,再生后吸附性能没有明显下降,从而能实现多批次循环吸附操作。柱吸附实验表明,在不超过国家相关排放标准的情况下,HFO@TPR对硝酸根的处理量约为600 BV,对磷酸盐的处理量约为750 BV。综上所述,HFO@TPR能够实现污水中磷和硝酸盐的同步选择性去除,在污水同步脱氮除磷领域具备良好的应用潜力。本论文在制备能够选择性吸附硝酸盐的三乙胺基聚苯乙烯微球的基础上,研制了聚苯乙烯基纳米HFO双功能复合吸附剂用于污水中磷酸盐和硝酸盐的同步去除,相关研究成果对新型环境吸附材料的研制以及污水深度脱氮除磷技术的开发具有重要的理论与实践意义。