随着城市化的进程不断加快,土壤环境安全问题和水体重金属污染问题越来越受到人们的关注。重金属本身的高致毒性和在生物体内的累积性,使得其对环境和生物都造成了严重影响。给水厂铝污泥（Al-WTR）具有孔隙发达、比表面积大、含有较多铝氧化合物特点,具有作为廉价高效吸附剂的潜在性能,利用水厂污泥作为吸附剂来去除重金属,不仅可以控制水土环境中重金属污染等问题,还可以将水厂污泥固体变废为宝解决污泥处置的难题。由于重金属的难降解性和蓄积性,其危害难以估量,使得去除重金属污染成为亟需面临的问题,因此对重金属的污染防治和水厂铝污泥的合理资源化利用成为本论文的研究重点,本论文将对铝污泥吸附重金属的特性进行分析,对重金属的控制和铝污泥资源化提供理论依据。使用给水厂铝污泥作为吸附材料,采用XRF（射线荧光光谱法）研究了水厂污泥的主要组分,研究了不同粒径的铝污泥、pH、初始浓度和温度对污泥吸附重金属的影响。通过吸附动力学、热力学和吸附等温线模型对水厂污泥吸附铅、铬、汞进行了研究。通过静态吸附试验对二元重金属及三元重金属竞争吸附的机理及特性进行了研究,并对二元及三元重金属吸附过程中的相互作用进行了分析。主要结论如下:（1）一元系统中,pH、污泥粒径、吸附时间、重金属初始浓度,温度等都对污泥吸附重金属离子有重要影响。水厂铝污泥对Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺、Cd²⁺四种重金属的最大吸附量分别为70.00mg/g、40.15mg/g、69.13mg/g、24.38mg/g。随着pH的升高,Pb²⁺、Hg²⁺的吸附量随之增大,而Cr⁶⁺的吸附量在pH>2时显著降低;水厂污泥粒径减小会增加污泥对重金属的吸附能力,吸附量的增加是由于粒径减小后污泥比表面积增大而能够提供更多的吸附接触位点;Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺三种离子的吸附随着时间的延伸都是大致分为快速增长阶段和缓慢平衡阶段的模式。初始浓度的增加能够有效增加三种重金属离子的平衡吸附量;升高温度有利于水厂污泥对三种重金属的吸附。（2）多元系统中,Pb²⁺和Hg²⁺表现出较强的吸附竞争作用,而在Cr⁶⁺和Hg²⁺共存时,在水厂污泥上的吸附表现为协同促进作用,在各种因素作用下,水厂污泥对四种重金属Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺、Cd²⁺的吸附顺序为Pb²⁺>Hg²⁺>Cd²⁺>Cr⁶⁺,其中Pb²⁺和Hg²⁺对水厂铝污泥的结合能力远高于Cd²⁺和Cr⁶⁺。四种重金属的吸附速率顺序为Hg²⁺>Pb²⁺>Cd²⁺>Cr⁶⁺,Hg²⁺达到吸附平衡的时间要远快于其他三种金属。（3）Al-WTR对Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺的吸附均适用于准二级动力学方程,说明化学吸附占据主导地位,Langmuir模型能够更好地对三种重金属吸附行为进行拟合,吸附过程均朝向吸热的、熵增的、自发的进行反应,升高温度更便于Al-WTR对重金属的吸附。（4）吸附机理研究表明,铝污泥对Pb²⁺的吸附涉及到静电作用、离子交换和共沉淀相互作用的结果;对Hg²⁺的吸附是综合作用的结果,包括静电作用,颗粒内扩散机制,以及与含氧官能团的反应等共同作用;Al-WTR对Cr⁶⁺的去除是吸附-还原共同作用的结果。