磷元素是天然水体中初级生产力的重要营养生源物质,是水体富营养化重要限制因子之一。其在水体中的含量,直接影响到水质的好坏。而目前通过去除水体中的磷素含量来控制水体富营养化的效果并不十分突出。为防治水体富营养化,改善水体生态环境,利用科学手段,研究高效、经济的削减水体中磷元素含量技术,具有十分重要的意义。本文依托国家自然科学基金“波浪场中有机磷在多相微界面迁移转化过程与关键控制因子(51309032)”项目,以人工污染的自然水体及底泥为研究对象,开展新型削磷药剂的研究与应用试验。先后开展了削磷剂单因子削减磷素的试验研究、削磷剂成分的正交设计试验研究、削磷剂对水体固磷及其净化作用的中试研究、磷素迁移及作用机理分析等研究。结果如下:(1)对削磷药剂固化磷素进行单一因子试验研究,探究了药剂各组分固磷效果与适宜条件。开展了药剂各成分最适环境pH和最佳投量探究,当水体环境pH值为6-9时,除高铁酸盐外,其他成分的削磷效果均显著;当水体初始磷浓度为50mg/L时,削磷剂各成分药剂最适投加量分别为:活性炭8g/L、沸石16 g/L、氯化铝16 g/L、高铁酸盐8 g/L。(2)对削磷剂各成分进行的正交试验研究表明:氯化铝和高铁酸盐是影响固磷效果的主要因子,pH值对削磷剂固磷效果的影响较小。经分析正交试验结果,确定中试阶段削磷剂组成质量比为:活性炭:沸石:氯化铝:高铁酸盐=4:8:3:1。(3)对削磷剂进行中试研究,结果显示。投加削磷药剂的水体削磷效果明显,水体中溶解性磷去除速率较快、去除率较高,去除率可达90%;未投加削磷药剂的水体,其磷素含量变化不大,水质较差。试验结果也反映S-Ⅰ型削磷剂能同时削减水体中氨氮、CODCr含量;未投加药剂的水体中氨氮、CODCr含量虽然有所变化,但其削减效果远低于经削磷剂处理后的水体。(4)对试验前后削磷剂中的活性炭和沸石组分的表面形貌进行分析研究表明:活性炭和沸石在试验前后微观形貌的的显著差异,说明在中试试验中其孔隙结构作用明显;组分活性炭和沸石本身具有很强的吸附性,二者的特殊结构为氯化铝和高铁酸盐的固磷过程提供了良好条件,其复杂的内部孔隙结构和表面自由能协调作用于悬浮杂质和磷素,实现削磷剂组分的耦合效应。此外,高铁酸盐的强氧化性,对水体中氨氮和有机物的削减起到了主要作用。