21世纪以来有关重金属污染和引发的危害事件层出不穷,特别是铅污染尤为严重,我国存在一部分企业工业,例如印染、电镀、电池等行业,由于长期没有进行技术升级改造,其设备老旧、技术落后,甚至存在偷排漏排等问题,导致一些环境中的铅污染严重,亟需治理。除此之外,根据统计计算,我国每年约产生五千万余吨的80%含水率污泥,市政污泥本身属于危险固废,其中含有一定量的重金属和病原体,必须对其进行减量化和无害化处理。而热解手段正是对污泥处理的一种资源化手段,其固态产物生物炭由于具有碳功能材料的一系列特性,可将其作为吸附剂应用于各种环境中进行污染物的去除,此外还可以通过各种改性手段对其理化特性与吸附能力进行改善提高,其改性产物往往具有优秀的环境修复能力,因此近年来也受到了众多学者的关注。本课题从市政污泥热解制备生物炭出发,探究了400-700℃下的不同热解终温对其固态产物生物炭理化特性影响。研究发现:随着热解温度升高,产率下降,灰分、pH增大,C、H、O元素含量降低,化学稳定性增大,含氧官能团减少,极性减弱,芳香度增大,比表面积与总孔体积增加,表面形貌、孔隙结构逐渐发展,CEC先增后减。通过热重分析结果发现,污泥热解过程中存在三个失重阶段,不同阶段内分别对应不同物质的分解和挥发。此外,还通过等温吸附实验探究了不同热解终温下生物炭的吸附性能,其中BC600的吸附量最大,为50.079 mg/g,结合不同生物炭的理化特性综合考虑,将其作为进行后续改性的原料。然后,探究了不同的改性方式对生物炭理化特性的影响,改性方式主要高锰酸钾氧化剂改性（该改性方式下分别进行了热解前与热解后改性,热解后改性方式中采取由大到小的三种不同投料比进行改性）、氢氧化钠碱改性与多步联合改性。研究发现:高锰酸钾改性基本上使生物炭灰分有所下降,氢氧化钠改性使其灰分上升,两者均使pH增大,稳定性、极性增强,含氧官能团数量增多,比表面积、总孔体积增大。值得一提的是,高锰酸钾改性在生物炭表面引入了以Mn O2为主的锰氧化物晶体,氢氧化钠改性使得生物炭的比表面积、总孔体积以及含氧官能团数量显著提升。最后,通过设计一系列的吸附实验研究了前述改性方式对生物炭吸附效能的影响。研究发现:改性生物炭均符合Langmuir吸附模型和二阶动力学模型,高锰酸钾热解后改性生物炭中吸附容量最大为125.246 mg/g,热解前改性吸附容量为125.725 mg/g,氢氧化钠改性生物炭为290.699 mg/g。改性生物炭对铅的最佳吸附工况基本稳定在pH=5范围左右。改性生物炭的吸附机制主要以阳离子交换与络合作用为主。当吸附剂投加量为100mg时,高锰酸钾改性生物炭对400mg/L铅标准溶液的最大去除率为90.2%,氢氧化钠改性生物炭为82.5%,多步联合改性生物炭对700mg/L铅标准溶液的最大去除率为94.3%。