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凹凸棒土是一种天然的粘土矿物,具有较大比表面积,常被用作吸附材料。目前,凹凸棒土吸附低浓度的氨氮或磷酸盐已有文献报道,但对中高浓度氮、磷废水处理鲜有报道。本文针对中高浓度的氨氮、磷酸盐废水,采用热和碱对凹凸棒土进行改性,并进行反应参数优化,获取脱氮除磷最佳参数,考察改性凹凸棒土脱氮除磷效率,筛选最佳脱氮除磷的改性样品。通过热重(TG)、X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta电位(ZP)和比表面积进行表征,探索凹凸棒土改性机理及脱氮除磷机制,主要研究结果如下。(1)热改性TG、FTIR和SEM结果表明,当热解温度低于142℃时,凹凸棒土失去表面吸附水和孔道中的沸石水,晶体结构不发生变化；当温度为1420C-3080C时,凹凸棒土脱出2个结合水,晶体发生轻微的折叠；当温度为3080C-501℃时,晶体失去剩余的结合水,同时结构水也部分脱出,晶体结构被破坏；当温度上升至501℃-710℃时,晶体结构水全部脱出,但硅氧四面体晶体框架没有遭到破坏；在一定范围内,热改性时间对凹凸棒土结构的影响不大。(2)碱改性XRD和SEM结果表明,碱改性凹凸棒土的实质是生成新物相硅酸盐。氢氧化钠和温度同时作用破坏凹凸棒土原有的链层结构生成硅酸盐；在700℃时,硅酸盐晶体大小均匀,排列有序,晶体间形成许多细密孔道。改性时间增长,氢氧化钠与凹凸棒土反应更完全,最佳改性时间为4小时。在一定范围内,碱土比较大时,碱与凹凸棒土混合更均匀,生成大小均匀,排列有序的硅酸钠晶体；碱土比较小时,氢氧化钠只能与局部凹凸棒土作用,生成的硅酸钠嵌插在未完全坍塌的凹凸棒土孔道中,堵塞孔道,导致比表面积减小。由碱改性Zeta电位结果可知,碱改性产品带负电,有利于对阳离子的吸附。(3)改性凹凸棒土脱氮除磷的最佳反应参数为：氮磷模拟废水最佳初始浓度为NH4+-N 100mg/L,P043--P 90mg/L；热和碱改性凹凸棒土最佳pH分别为9.5和8.5；热和碱改性凹凸棒土最佳投加量、反应时间和转速均相同,分别为0.8g、4h和200r/min。(4)由改性凹凸棒土脱氮除磷效果研究可知,热改性R-6002和碱改性J-7004-1：1对氮磷废水脱除效果最佳。R-6002和J-7004-1：1脱氮除磷的效果均高于凹凸棒土原土。R-6002脱氮除磷的效率分别为30.89%和80.77%,是凹凸棒土原土的2.8倍和15.9倍。J-7004-1:1脱氮除磷效果是凹凸棒土原土的3.8倍和12.2倍,氮磷的去除率分别为41.97%和62.09%。J-7004-1：1脱氮能力强于R-6002,高出11.08%;除磷效果R-6002优于J-7004-1：1,高出16.68%左右。总体来看,热改性样品脱氮除磷效果好于碱改性样品。对R-6002和J-7004-1：1脱氮除磷效果进一步研究表明：伪二级动力学方程(Pseudo-second order model)模型能较好的拟合R-6002和J-7004-1：l对NH4+-N、PO43-P的去除过程。Langmuir模型能较好的拟合R-6002和J-7004-1：1对NH4+-N、PO43-P的等温吸附过程,R-6002对NH4+-N、PO43-P勺最大吸附量分别为5.433mg/g和15.633mg/g,J-7004-1：1对NH4+-N、PO43--P的最大吸附量分别为4.859mg/g和13.936mg/g。但从Langmuir吸附等温方程对二者拟合的相关系数来看(0.71-0.92),相关系数不是很高,表明R-6002和J-7004-1：1对NH4+-N、PO43--P的吸附又不完全的符合Langmuir模型。说明二者脱氮除磷的机理不只是吸附剂的单层吸附。由改性凹凸棒土的表征结果及对氮、磷废水的去除效果表明,热和碱改性凹凸棒土脱氮除磷的机理有：物理吸附、化学吸附及化学沉淀反应。