磷是地球中维系生命的主要元素之一，是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。另一方面，磷也是引起水体富营养化的关键营养物质。近年来，河流、湖泊、海洋等水域水质恶化，富营养化问题时有发生，湖泊、水库等封闭水体尤为严重。本研究为江苏省科技厅太湖水污染治理科技专项(BS2007146)资助项目，旨在开发经济、高效的除磷材料用于城市污水厂出水深度除磷及太湖水体的磷削减，从而控制湖泊水域的富营养化。研究内容如下：　　 1、以工业废渣为基材进行高效复合除磷材料(EPRC)的复配。选取钢渣、粉煤灰作为复配基材，通过一定的工艺，复配成型除磷材料，综合力学、除磷效果等因素，确定其最佳配比。　　 2、通过静态吸附试验，研究EPRC之除磷性能和机理。研究结果表明，EPRC对磷的吸附符合经典的Langmuir方程，其对磷的吸附为吸热过程，且反应是自发进行的，对温度属轻度敏感。该吸附反应属化学吸附，且以离子交换反应为主。EPRC对磷的吸附符合一级动力学模型。EPRC的投加量与磷的去除率成正相关。EPRC粒径越小，吸附效果越好；且随着反应温度的升高，对磷的吸附量增加。溶液初始pH=4时EPRC的吸磷速率最大，溶液初始pH=10时EPRC的吸附容量最大。SO42-等阴离子对EPRC吸附磷均有吸附竞争作用。EPRC对氨氮也有一定的吸附能力。　　 3、通过填料柱动态吸附试验，研究了不同负荷下填料柱的吸附周期。在负荷为1.53g/h·cm2时，0.5cmEPRC在其运行周期内均能很好地吸附磷，运行时间85d之前，出水TP浓度一直保持在0.5mg/L以下。在负荷为2.06g/h·cm2时，0.5cmEPRC在22天之前一直处于稳定运行状态，浸泡后填料柱的稳定运行周期只有8天。双柱串联后吸附容量变大。　　 4、研究了该材料用于城市污水处理厂曝气池内除磷及二沉池出水除磷。模拟曝气池反应器试验结果表明，进水TP越高，吸附推动力越大，除磷效果越好，而TP的去除率与脱磷材料的投加量并不成线性关系。除磷材料对NH3-N、COD的去除效果不明显，对出水pH影响不大。在二沉池出水填料柱试验中，停留时间取8小时，在反应的400小时内出水TP基本在1mg/L以下，400小时后填料柱开始穿透，550小时后彻底穿透。实际污水处理厂二沉池出水的填料柱试验结果表明，0.5cm和1cm粒径材料的除磷效果比2cm的要好，出水pH相对较高。在动态填料柱HRT为2h时，运行最为经济稳定。　　 5、通过太湖水源地磷削减试验，证明EPRC有很好的除磷效果。在投入初期的一周内，入湖河道中的总磷浓度由1.2mg/L降至0.2mg/L以下。实验室模拟取水口磷削减试验结果表明，在水体磷浓度为0.3mg/L、EPRC的投加量为5.13kg/m2、过水通量在30L/(d·m2)～35L/(d·m2)之间时，去除率在30％以上。　　 6、研究了EPRC的使用安全性，并探讨了材料的最终处置。结果表明，EPRC处理出水重金属含量均在《地表水环境质量标准》(GB-3838-2002)Ⅱ类水质以下；同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。EPRC在清水与热水中的脱附率均很低(＜1％)，稳定性好。EPRC在较高浓度H2SO4溶液(＞10％)中，磷脱附率达99％以上，可以对磷进行回收。在较低浓度H2SO4溶液(＜0.5％)中，EPRC保持粒状，并有部分磷析出，可考虑将EPRC经过再生后再次用于吸附过程。