城市化进程日益加快,自来水需求与日俱增,与此同时伴随着大量的净水污泥产生,如对这些污泥处置不当,很容易引起二次污染。基于可持续发展的理念,将净水污泥配以辅料制成吸磷陶粒,在降低对环境破坏的同时变废为宝,实现环境与发展的双赢。依据净水污泥性质分析的结果,综合考虑制陶原理对成陶物质化学成分的要求,选定膨润土、贝壳粉、淀粉为辅料以此来制备陶粒。以磷吸附量和比表面积为评价指标,通过正交实验得出最佳配比:净水污泥:膨润土:贝壳粉:淀粉=80:10:7:3;最佳制陶工艺为:预热温度为300℃、预热时间为20min、灼烧温度为700℃、灼烧时间为15min。同时由正交实验极差分析可知灼烧温度>预热时间>原辅料配比>预热温度>灼烧时间。采用最佳烧制工艺制得的陶粒在性能上符合CJ/T 229-2008《水处理用人工陶粒滤料》的标准;由SEM分析图可知吸附效果好的陶粒表面存在聚集态的微孔结构;由XRD分析图可以看出存在增加陶粒强度并且提供更多吸附位点的钙体活性成分;陶粒浸出重金属含量远低于GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准的限值。本研究在静态实验中利用控制变量法考察吸附反应时间、初始溶液浓度、陶粒投加量、溶液pH对水中磷的吸附效果。结果发现:反应时间到15h时,吸附达到平衡;初始浓度的增加对吸附性能有提升的作用;投加量增加,吸附容量逐渐减小但去除率在递增;在酸性条件下,除磷效果更好。用准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型来阐述该过程更贴切。在308K时,净水污泥陶粒最大吸附量可达6.881mg/g。吸附热力学的结果表明,反应是自发的,吸热的,并且系统的自由度增加。温度升高可以提高吸附性能和吸附后的紊乱程度。动态吸附除磷试验结果表明净水污泥吸附柱吸附磷的穿透时间、耗竭时间与吸附床高度成正比;随着磷溶液进入吸附柱的流速逐渐增加,穿透时间越短。用Thomas和Yoon-Nelson模型进行拟合得到的相关系数R²均达到0.95以上,对动态过程能进行很好地描述,且两个模型的速率常数(k_T和k_YN)与吸附柱内填料高度成反比,与液体流速成正比。通过再生实验可知,它是一个可重复利用的吸附材料。同时关于陶粒的经济和环境社会效益、资源化利用的价值,在研究中都展开讨论,并提出了应用建议,用于改善水质,既实现了废物资源化利用,又为污泥处理提供一条可行的措施。