赤泥是氧化铝工业排出的固体废渣,产量大且污染环境。为实现以废治废,本文在总结国内外利用赤泥在水处理中对磷的吸附研究基础上,以赤泥坝边坡长期风化赤泥为主要原料制备颗粒状除磷材料。另外,基于长期风化赤泥有效成分流失,活性降低,采用热活化方式以提高其对磷的去除能力。论文重点对原料、生料以及不同热活化方式获得的材料进行磷去除效果实验以及理化性质表征,并对优选出的赤泥基粒状材料在不同水处理环境下进行除磷性能及除磷机理研究。此外,通过解吸-除磷循环实验操作,评价材料对磷去除作用的稳定性,这对赤泥的开发利用有重要意义。在颗粒的制备过程中,添加粉煤灰和水泥辅料制备生料颗粒,并进一步采用微波和焙烧两种方式进行活化。对比原始赤泥用于水处理除磷后会造成水体pH升高的问题,使用相同质量的颗粒材料对水体pH的冲击明显降低。两种活化方式对颗粒理化性质改善作用不同,微波活化的主要作用是改善物理性质,即增大孔容孔径和比表面积;焙烧活化主要是促进化学反应,即活化原料成分、生成具有除磷作用的-OH基团物质。综合材料除磷效果以及两种活化方式的优势,选取原料质量配比（赤泥:粉煤灰:水泥）85:10:5,微波功率700W,微波时长15min,焙烧温度800℃,焙烧时长15min作为优选制备条件,获得的复合材料记微波-焙烧颗粒（MSG）。对筛选的MSG在不同水处理环境条件下的除磷效果及吸附机理进行研究。结果表明吸附剂投加量、溶液初始浓度、反应时间和溶液pH等因素均对颗粒除磷性能有重要影响。在颗粒投加量为4.0g/L时,单位质量材料对磷的去除量最大,比粉状赤泥的最大除磷量提高35.11%;磷酸盐的初始浓度越高,材料对磷的去除量相对越高,并且高浓度的磷酸盐溶液在一定程度上具有pH缓冲剂的作用;材料对磷的去除具有较快的初始吸附阶段,进展240min时溶液中的磷浓度即处于动态平衡;材料在环境pH值为3.0⁷.0条件下除磷效果较好,材料在强酸性条件水环境下会发生酸蚀,而在碱性条件下由于材料中金属溶出降低、表面沉淀产生较少以及氢氧根与磷酸根的竞争吸附作用,材料除磷效果均下降;此外,废水中常见的阴离子Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-和SO₄^2-共存对MSG除磷性能不会产生显著影响。吸附热力学表明,升高温度有利于材料对磷的去除,这种吸附是自发进行的,对磷的吸附处于吸热、熵增加的过程,可用Langmuir等温模型较好的描述。吸附动力学表明伪二级动力学能较好的描述材料对磷酸盐的去除行为,材料对磷的去除主要体现为以下三种作用:材料表面-OH基团与磷酸根的配体交换作用,磷酸根与材料溶出金属离子的沉淀作用,磷酸根在材料颗粒内相对发达的孔隙结构间的扩散作用。另外,对已经吸附了磷的MSG进行脱附-吸附再生稳定性研究,不同类型脱附剂对磷的脱附能力大小为酸溶液>碱溶液>去离子水,但再吸附效果又表现出不同规律。随着盐酸浓度的增加,脱附率增加,但盐酸浓度过高,颗粒质量损失大,结构破坏,反而影响对磷的再吸附能力。综合对比发现,使用去离子水和0.01mol/L HCl溶液为脱附剂对MSG进行脱附,材料对磷的再吸附性能优于使用高浓度的HCl溶液以及不同浓度的NaOH溶液。当选择以0.01 mol/L HCl溶液做脱附剂时,MSG可以实现对磷的脱附-吸附循环使用3次仍保持较好的除磷效果。总之,本研究以堆场边坡长期风化且活性大幅降低的赤泥作为原料制备吸附剂材料,结合微波和焙烧法的优势进一步提高其吸附性能,并对材料进行表征及吸附机理研究,这对长期堆存赤泥的开发和资源化应用具有较大的意义。