源自于工业、农业和生活中大量富含氮磷的污水排入水体,引起水体的富营养化。眼前当务之急就是要找到行之有效的方法降低氮磷的排放浓度,使之达到国家规定的排放标准。传统脱氮除磷主要采用物理法、化学法和生物法。生物法成本相对较低,但稳定性差,且容易受到外界环境的影响。吸附法因其高效快捷、无二次污染、可实现氮磷资源的回收等优点,正受到世界各国的普遍关注。壳聚糖(CTS)是自然界中第二大可再生资源,被广泛地用于处理阴离子污染物,但其性质不稳定,本课题制备了两种成本低廉、性能优良的吸附剂,分别用于氮磷的吸附。以壳聚糖季铵盐(HACC)为基体,引入Zr(IV)对其进行负载支撑,形成空间立体结构,然后加入BT进行进行插层交联,制备出交联HACC/Zr(IV)/BT复合物,用于去除水体中的磷酸根。将CTS加入预先制备好的Zr(IV)/BT复合物中,并用GLA进行交联得到交联CTS/Zr(IV)/BT复合物,将其用于去除水体中的硝酸盐氮。利用FTIR、XRD和SEM技术分别对两种吸附剂进行表征,并对两种吸附剂的制备条件、吸附性能及吸附机理等进行探究,同时考察了投加量、氮磷的初始浓度、pH值、共存阴离子、吸附时间和温度等因素对吸附过程的影响,并借助吸附等温线、吸附动力学和热力学对吸附特征进行了探讨。得出如下主要结论。交联HACC/Zr(IV)/BT复合物吸附磷酸根:增加pH值,常见共存阴离子如Cl-、HCO3-、CO32-、SO42-的存在都会抑制磷酸根的吸附。吸附可在5min内迅速达到平衡,动力学数据能很好地用准二阶动力学模型进行拟合。吸附等温线数据能较好地用Langmuir和Freundlich进行拟合,在293 K和自然pH,最大单层吸附容量为65.35 mg/g。热力学参数表明吸附是自发放热的。磷酸根在交联HACC/Zr(IV)/BT复合物上的吸附机制包括静电吸引、配位体交换和氢键的形成。交联CTS/Zr(IV)/BT复合物吸附硝酸盐氮:pH偏酸性或偏碱性均不利于硝酸盐氮的吸附。共存阴离子CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-的存在会严重的抑制硝酸盐氮在该复合物的吸附,抑制的顺序由强到弱依次为CO32->HCO3->SO42->Cl-。该吸附过程能够15 min内快速达到平衡,动力学数据能很好的用准二阶动力学模型进行拟合。Langmuir模型能很好地被用来拟合等温线数据,在293K和自然pH下,最大单层吸附容量为14.18 mg/g。热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的。吸附过程以化学吸附为主,硝酸盐氮在交联CTS/Zr(IV)/BT复合物上的吸附机制主要包括配位体交换和氢键的形成。