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工农业的快速发展使得大量的外源营养盐输入环境,加速了水体的富营养化进程,对水生生态系统构成严重威胁,影响水资源的有效利用。为寻求环境友好、价格低廉的新型磷吸附材料,本文使用秸秆来源的生物炭作为原材料,制备复合型吸附剂去除水中磷酸盐,为生物炭在废水除磷领域的技术化应用提供了实验基础,为水中磷酸盐的回收利用提供了新思路。本文分别利用挤出-滚圆法和辊压机压片-切割法将生物炭制成颗粒状。清水溶出实验和表征结果显示,压片-切割法得到的粒状生物炭(Bg-3)可以应用于水相并易于回收,而成粒过程产生的额外孔道有利于增加生物炭的吸附容量。为进一步提高吸附剂的除磷率,本文通过化学沉淀法在粒状生物炭的内外表面负载铁氧化物。SEM、TEM(EELS)、BET、XRD和XPS等多种表征结果表明,负载的Fe主要以Fe OOH和Fe2O3的形式存在,大幅提高了吸附剂的比表面积和孔体积,并提供了吸附剂中主要的磷吸附位点。载铁粒状生物炭(Bg-FO-1)对水中磷的去除率达到了96.3%(初始磷酸盐浓度为20 mg/L),动力学实验数据与拟一级动力学模型的拟合度最高。在此基础上,研究中使用酸、碱和表面活性剂加热浸渍等多种手段改性生物炭,改善生物炭的内部结构和表面理化性质。结合表征和吸附实验结果,NaOH溶液氧化改性后的载铁粒状生物炭(Bg-OH-FO)是最为高效的磷吸附剂,磷酸盐去除率为99.2%。最后,为进一步了解吸附剂对水中磷的吸附特性和吸附机理,本文对筛选得到的Bg-OH-FO进行静态和动态吸附实验。静态吸附结果显示在反应体系的pH值为4左右时吸附效果最佳。在干扰离子的实验中,离子对磷酸盐吸附过程的影响从高到低的排列次序为:SO42->NO3->Cl-。而温度越高或进水浓度越大,对应的吸附容量越高,表明吸附过程为吸热反应。热力学实验数据与Freundlich吸附等温线拟合度最好。在动态吸附实验中,改变Bg-OH-FO填充的固定床的操作条件,对应的穿透曲线的变化表明,进水流量的增大和床层高度的增加会导致固定床的总去除率呈下降趋势。经动力学模型拟合,Thomas模型和Yoon-Nelson模型更适合描述Bg-OH-FO的固定床吸附行为。