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磷是引起水体富营养化最主要的营养物质,随着国家对磷排放标准要求越来越严格,人们对磷污染越来越重视。生活污水产生的磷是磷主要的来源之一,其特点是成分复杂,磷难以达标排放。除磷的方法非常多,其中吸附法具有操作简捷、无二次污染等无可比拟的优势。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,全球分布甚广,主要以钠基膨润土(SB)为常见工业品,且具有良好的吸附性能,价格低廉。但由于膨润土的亲水性极强,致使其对废水中污染物的吸附性能较差,因此通过对膨润土进行改性来改善其吸附性能具有重大意义。为了制备性能良好且稳定的环保吸附磷材料,探索简化制备过程、缩短制备周期的方法和磷的吸附规律,本论文采用高效微波辐射和水浴振荡两种方法,分别以硫酸铁和硫酸铝为改性剂,对SB进行改性,制得硫酸铁改性钠基膨润土(Fe-MSB)和硫酸铝改性钠基膨润土(Al-MSB)。采用单因素实验,以Fe-MSB和Al-MSB对模拟含磷废水中磷的去除率为验证效果,探索最佳制备条件。通过对比吸附剂的制备周期、去除磷效果和一系列表征,分析改性机理和吸附性能,筛选出最佳吸附剂—Fe-MSB。采用单因素试验,分别探讨Fe-MSB对模拟含磷废水和生活污水的最佳吸附条件。运用吸附动力学和热力学对吸附过程进行分析。研究得出以下结论:(1)高效微波辐射法制备Fe-MSB的最佳条件:硫酸铁投加量为0.8g/10gSB,微波功率为119W,微波时间为6min;高效微波辐射法制备Al-MSB的最佳条件:硫酸铝投加量为1.0g/10gSB,微波功率为280W,微波时间为7min。水浴振荡法制备Fe-MSB1的最佳条件:硫酸铁投加量为0.8g/10gSB,振荡速率为120r/min,振荡时间为3.0h,水浴温度为298K;水浴振荡法制备Al-MSB1的最佳条件:硫酸铝投加量为1.0g/10gSB,振荡速率为120r/min,振荡时间为3.0h,水浴温度为298K。高效微波辐射法制备周期为12h,水浴振荡法制备周期为16h,高效微波辐射法制备吸附剂效率高于水浴振荡法。(2)采用高效微波辐射法制备的SB0、Al-MSB和Fe-MSB对磷的去除率分别4%、98.82%和99.92%,采用水浴振荡法制备的SB1、Al-MSB1和Fe-MSB1对磷的去除率分别3.27%、98.71%和99.13%。高效微波辐射法制备吸附剂的效率和吸附剂除磷效率都比水浴振荡法的好。最佳制备方式选定为高效微波辐射法。Al-MSB、Fe-MSB和未改性的SB的XRD、SEM、IR和比表面积表征表明:Al-MSB和Fe-MSB与未改性的SB相比,吸附剂层间距变大,孔道和孔隙结构得到了改善,且其中的层间元素发生变化,-OH键强度增加以及峰位发生偏移,比表面积增大。且Fe-MSB的吸附性能高于Al-MSB。最佳吸附剂采用Fe-MSB。(3)Fe-MSB吸附磷含量为25mg/L的模拟废水中磷的最佳条件为:Fe-MSB投加量为20g/L、初始pH=6、振荡速率为120r/min、振荡时间为120min和温度为303K,在此最佳条件下,Fe-MSB对磷去除率为98.67%,水中磷残留浓度为0.33mg/L。(4)Fe-MSB处理P含量为10mg/L和COD含量为180mg/L的生活污水中P和COD的最佳条件为:Fe-MSB投加量为40g/L、初始pH=6、振荡速率为120r/min、振荡时间为30min和温度为303K,在此最佳条件下,Fe-MSB对生活污水中P和COD的去除率分别为100%和74.09%,水中P和COD的残留浓度分别为0和46.64mg/L。(5)利用动力学方程和吸附等温方程对Fe-MSB吸附磷的过程进行拟合,结果表明Fe-MSB对磷的吸附符合准二级动力学方程,并且Fe-MSB吸附磷过程是一个自发进行、吸热、不可逆的过程。