我国近年来重金属污染事件频发，对我国的饮用水安全和食品安全造成了严重的威胁，危害到人类的健康。传统的重金属去除工艺适用于较高浓度的重金属离子的去除，而适用于低浓度的去除技术如反渗透法等成本太高，因此需要开发高效、方便并且成本合理的重金属的去除技术。活性炭吸附是水处理中最重要的处理方法之一，对有机污染物有较好的去除效果，并且具有材料易得、较廉价等优势，但是对镉、铜、铅、铬等重金属的吸附较弱，通过改性可以改变活性炭的表面特性从而提高对重金属的吸附。因此对活性炭的改性方法和机理的进一步探索和研究具有重要的理论意义和实用价值。本研究是为了在不影响对有机物吸附性能的情况下提高活性炭对重金属的去除效果。对国内1种商用活性炭进行了混酸氧化、臭氧氧化和乙二胺氨基化改性，通过研究改性后活性炭对Cd、Cu、Pb和Cr(VI)的去除率和吸附速率筛选出活性炭吸附性能最好的改性方法，再通过表面物理性质、红外光谱、XPS能谱分析和零电荷点pHpzc的测定得到改性前后活性炭的表面性质，初步探讨了吸附机理。分析了pH和钙离子对镉吸附容量的影响，并利用Koopal模型分析了竞争吸附的机理。最后研究了固定床层对自来水配水与去离子水配水镉溶液的吸附效果。研究结果表明改性以后活性炭对重金属的吸附性能都提高了，混酸改性活性炭对Cd、Cu、Pb的吸附效果都最好，而氨基改性活性炭对Cr(VI)的吸附效果最好。改性活性炭的比表面积降低了但对重金属的去除提高了，因此比表面积等物理性质不是影响重金属吸附的关键因素。而改性后增加了羟基、羰基、羧基的含量促进了重金属的吸附。结果显示，pHpzc的大小顺序为混酸改性<未改性<臭氧化改性<氨基化改性，溶液pH决定了金属离子的存在形态，在一定pH范围内当pH大于pHpzc活性炭表面带负电而金属离子为阳离子时，pH越大或pHpzc越小，表面带负电荷越多越有利于阳离子的吸附。单离子吸附系统中，Cd的吸附与Langmuir和Freundlich模型都较为吻合，拟合的模型参数表明，在实验的pH:5-9范围内，pH越大越有利于吸附，而在钙和镉离子的竞争吸附系统中活性炭对镉离子的吸附能力更强。固定床层吸附实验中相同初始浓度60g/L和流速下纯水配水镉溶液33天后出水浓度约为2.12g/L，单位活性炭处理镉量QCd＝2.24mg/g。用自来水的镉溶液在65小时时就已接近超标，这是由于钙镉摩尔浓度比约为500，降低了对镉的吸附能力。