研究背景与目的湖泊富营养化已成为普遍关注的环境卫生问题之一,其中内源性N、P污染是治理富营养化问题的关键。颗粒型天然沸石和火山石常用于内源性氮、磷废水的吸附处理,但吸附去除效果不理想。粉体沸石和火山石吸附效果高,但易团聚、脱水分离处理困难。针对以上问题本实验选择利于脱水分离处理的颗粒型沸石和火山石为吸附材料,研究改性方法对颗粒型沸石和火山石氮磷吸附效果的影响,为改性吸附剂的制备提供理论参考。材料与方法用纯水、5%HCL、5%NaOH预处理2～4 mm的天然沸石和火山石,研究预处理方法对沸石和火山石氮磷吸附效果的影响,筛选最佳预处理方法。用氯化铁、焙烧、氯化铁联合焙烧复合改性沸石和火山石,用响应面法优化改性参数,筛选最佳改性方法与改性条件。将改性沸石和改性火山石用于模拟氮磷废水静态吸附实验,筛选最佳吸附条件。用SEM、BET、XRD、FTIR表征沸石和火山石,用等温吸附模型、吸附动力学模型拟吸附过程,描述改性沸石和火山石的结构特征与吸附特点。结果1.纯水+5%HCL预处理方法,同时提高了天然沸石和火山石对氮磷的吸附效果。2.氯化铁改性沸石和火山石对TP的吸附去除效果比TN好。通过响应面优化得到火山石的最佳改性条件为:FeCl3浓度0.6 mol/L,改性温度30℃,改性时间1 h,改性转速120 r/min,在同等条件下验证得到TP去除率为87.00%。沸石的最佳改性条件为:FeCl3浓度3.8 mol/L,改性温度32℃,改性时间6 h,改性转速180r/min,在同等条件下验证得到TP去除率为88.41%3.焙烧改性沸石和火山石对TP的吸附效果比TN好。预处理沸石在200℃下焙烧2 h对TP的去除效果好,TP去除率为52.14%。预处理火山石在50℃下焙烧2h对TP的去除效率效果好,去除率为88.72%。焙烧改性沸石和火山石对TP的去除效果没有氯化铁改性效果好。4.氯化铁联合焙烧复合改性方法与复合改性顺序对沸石和火山石TP吸附效果有影响,但影响不明显。氯化铁改性预处理后的沸石和火山石对氮磷的吸附效果与氯化铁联合焙烧复合改性的效果一样好,说明预处理方法提高了单纯氯化铁改性方法的效果。5.当投入量为0.21 g/m L,吸附反应温度为25℃,含磷废水浓度为10 mg/L,吸附时间为6 h,改性火山石对TP的去除效果好,去除为98.61%。当投入量为0.25 mg/L,吸附反应温度为30℃,含磷废水初始浓度为10 mg/L,吸附时间9 h,改性沸石对TP的去除效果好,去除为98.5%。6.SEM、BET、XRD、FTIR表征结果显示,改性方法有效提高了沸石和火山石的比表面积与孔径结构。此外,Freundlich、Langmuir、二级动力学模型均适合用于描述改性沸石和火山石对TP的吸附过程,同时存在单层和多层吸附。随着含磷废水初始浓度的升高,改性沸石和火山石对TP的去除率逐渐降低,吸附量逐渐升高,对TP的最高吸附量分别为9.78 mg/g,7.30 mg/g。结论氯化铁改性沸石和火山石适合用于TP的吸附处理,对TN的吸附处理效果不明显。用响应面优化改性条件,成功制备出两种对TP都具有高效吸附作用的吸附剂,其中火山石在改性制备,TP吸附去除过程中更省时高效。