长江流域围绕磷矿开采的相应磷化工产业非常发达,自2016年以来,总磷成为长江流域主要污染因子,长江流域总磷污染最为严重的前30个断面,上游分布有21个断面（占70%）。其中有3个断面在长江上游南岸最大支流乌江水系。据贵州环保厅的监测表明,乌江流域已经成为了贵州最严重的水污染流域,最大的问题是总磷和氟化物超标,严重破坏了生态环境,威胁人们健康。如何有效治理磷、氟的水环境污染已成为当今社会所面临的新挑战。磷化工生产性综合废水与受该产业污染的地下水的最大特点是酸性（pH≤6）、并且存在大量共存离子:SO₄^2-和Ca²⁺、Mg²⁺等。溶液中的主要污染物氟、磷还具有多种形态,如F^-、SiF₆^2-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、PO₄^3-。以混凝-沉淀-过滤为主要操作单元的石灰可以去除其中的大部分磷、氟形态物,但若要进一步地深度净化以满足日趋严格的水质标准则相当困难。采用多级水处理装置串联,分步深度除磷脱氟以达到相关水质标准,是目前的一种处理路径。但多级水处理需要重复设备投资、增加占地面积、增大动力消耗、升高运行成本,显然不符合社会发展的需求。强化混凝主要是对现有水处理设施的改进和提高,通过混凝剂的优化和pH值的控制来实现。这应该是最大化去除目标污染物,最小化生产成本的另一种处理路径。强化混凝的核心在于混凝剂的筛选与开发、加强混凝过程中水体颗粒物的相互作用;以及絮体结构的形成和强度;而这对于后续的固液分离则具有显著的决定意义。以工业聚合氯化铝和石灰为原料,采用“簇-核自组装一步法”,在室温强搅拌条件下,经济有效地合成了Ca/Al摩尔比分别为2:1、3:1和4:1的层状双金属氢氧化物,并利用XRD,FT-IR和SEM-EDS等对实验合成的不同Ca/Al摩尔比的产物进行了表征和分析,证实合成的产物为氯化物型Ca-Al LDHs。对比研究表明,合成Ca/Al摩尔比为2:1的Ca-Al LDHs产物同步深度去除水体中磷和氟的性能更好。以Ca/Al摩尔比为2:1的Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝（Ca-Al LDHs+石灰+聚合氯化铝铁（PAFC））对含有下列酸性混合物:HF、H₂SiF₆和H₃PO₄的合成废水以及受磷化工污染的地下水与生产性综合废水中氟、磷这两类目标物的同步深度去除进行了研究,并与石灰的处理结果进行了比较。分别考察了投加量、溶液反应过程pH值、共存阴离子SO₄^2-和共存阳离子Ca²⁺、Mg²⁺对石灰与Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝中磷、氟两类目标污染物同步去除的影响;对于石灰,溶液反应pH值在7.0～10.0之间时,对磷的同步去除率稳定在89.68～96.89%、对氟的同步去除率稳定在49.22～57.85%之间;而用Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝,溶液反应pH值在5.0～9.0之间时,对磷的同步去除率稳定在98.87～99.99%、对氟的同步去除率稳定在87.02～96.75%之间。Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝中各有效组分对磷化工综合废水中的主要污染成分F的最佳同步去除pH值在5-8区间;对磷化工综合废水中的主要污染成分P的最佳同步去除pH值在6-10区间。由此,实现了对磷化工废水中主要污染物磷和氟的同步去除的最佳pH值在中性pH值区间的重叠。Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝的“协同效应”强化了各官能团（离子/基团）在酸性pH值范围的脱氟与在碱性pH值范围的除磷性能,Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝对混凝单元操作的强化目标得以实现。而通过对所用药剂絮体的ζ电位测定,发现Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝所得絮体的表面电荷受控于其自身的ζ电位,使得Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝所得絮体在pH值5-9区间的表面都带正电荷;这个现象表明,药剂组合絮体主要通过静电相互吸引,它们的絮体结构强度难以满足后续的固液分离。为此,选用阳离子絮凝剂替换了石灰所用的阴离子絮凝剂,形成了体积大、强度高的絮团。对沉淀分离单元的强化也得到实现。基于这些研究结果,本论文提出了由Ca-Al LDH—石灰乳(中和、补充Ca²⁺以强化在碱性环境下的除P)—Al-Fe-Ca聚合氯化铝铁（强化在酸性环境下的脱F）的Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝来实现对混凝单元中含磷、含氟废水中P、F的连续同步深度去除;通过改用阳离子絮凝剂对沉淀单元中细微颗粒物的强化分离的强化混凝。对这些废水在Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝处理过程中产生的絮体进行了XRD、FT-IR和SEM表征分析,提出了Ca-Al LDHs药剂组合强化混凝对含磷、含氟废水中P、F的连续同步深度去除随pH值变化的过程机理。受污染的地下水中的磷和氟被去除并达到国家《无机化学工业污染物排放标准》（GB31573-2015）的特别排放标准P<0.5 mg·L^-1、F<2 mg·L^-1;生产性综合废水达到国家《无机化学工业污染物排放标准》的一级排放标准P<0.5 mg·L^-1、F<6mg·L^-1,并满足该磷化工企业的循环使用的标准。