随着当今农业和工业的迅速发展,废水排放量也呈逐年增加的趋势,磷元素的排放也在上升,并且国内一些区域的湖泊、河道等水体中氨氮和总磷时常超标,特别是在经济欠发达的四线以下城市。含氮、磷等的废水排入水体中,促使藻类、浮游生物快速且大量繁殖,从而导致水体富营养化。目前,国内常见的除磷方法有:生物法、化学沉淀法、结晶法和吸附法等。而吸附法具备运行成本低、除磷效果好,吸附剂可再生等优点。使用天然材料和工业废弃物作为磷的吸附剂的研究和实验是当今的热门课题。煤矸石内含有大量得到粘土矿物,直接利用煤矸石作吸附剂处理效率低,时间长,且要达标处理所需的投加量大等问题,通过改性可去除煤矸石内的结晶水,同时与煤矸石表面发生化学反应,疏通通道,提高比表面积,大大提高了其吸附性能,节省吸附时间,提高除磷效率,降低处理成本。利用资源丰富的固体废弃物煤矸石作为原料通过改性制备吸附剂可为煤矸石的资源化寻找到一个合理的出路,也降低了制备成本。目前用改性煤矸石除磷的研究报道还鲜有见刊。本课题的研究对解决煤矸石和废水除磷具有双重意义,使固体废弃物再利用,既治理了环境污染,并具有经济和社会效益,其研究成果可以为污水处理厂二级出水或天然湖泊中去磷酸盐的去除提供一定的数据和理论支撑。本课题通过实验分析、理论研究等手段,在热改性煤矸石的基础上采用氯化锌进行改性,确定锌改性煤矸石的最佳制备条件,通过表征结果分析锌改性煤矸石理化性质及改性机理,探究热改性煤矸石和锌改性煤矸石在不同反应条件下对废水中磷酸盐的吸附效果,进行吸附动力学,吸附等温线及吸附热力学研究,通过SEM、XRD、XRF、FTIR和XPS等表征结果分析改性煤矸石的结构性能与除磷效果之间的关系,探讨吸附作用机理,为解决煤矸石资源化利用和废水除磷寻求新途径,得到以下结论:（1）原煤矸石经800℃煅烧后,主要化学成分含量没有发生太大变化,为Si O₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Ca O等,且热改性后出现烧结团聚体,孔道数量变多,孔径变大,出现很多微小的的层状晶体,吸附能力增强。原煤矸石中高岭石和方解石经高温煅烧后,矿物结构发生改变,从而将煤矸石活化。（2）锌改性煤矸石的最佳制备条件:固液比为1:30,p H=7,温度为30℃,反应时间为1小时,氯化锌浓度为0.3mol/L。锌改性煤矸石的吸附能力是热改性煤矸石的2.28倍,说明锌改性对热改性煤矸石的吸附能力有显著提高作用。且锌改性煤矸石的主要化学成分发生了变化,Zn O含量大大增高,吸附剂表面存在大量致密的颗粒物质和孔状结构,表面相对粗糙,大量锌已经负载在了煤矸石上,可能以氢氧化锌的形式存在,改变了热改性煤矸石的结构。（3）热改性煤研石处理100m L含磷浓度为50mg/L的模拟废水,最佳投加量为3.5g/L.吸附反应受p H和温度的影响较大,Ca²⁺、Mg²⁺促进吸附反应。锌改性煤矸石处理相同的废水,最佳投加量为1g/L,吸附反应受p H的影响较大,Ca²⁺、Mg²⁺促进吸附反应。热改性煤研石与锌改性煤矸石均符合伪二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,对磷的吸附反应均为吸热、自发进行的、熵增过程。20℃时,锌改性煤矸石的最大拟合吸附量为48.379mg/g,比热改性煤矸石提高了1.757倍;30°C时,最大拟合吸附量为68.46mg/g较锌改性前提高了2.481倍;40°C时,最大拟合吸附量为69.16mg/g.提高了1.519倍。并且通过表征分析得热改性煤矸石与锌改性煤研石对磷得吸附反应一方面是静电吸附,更主要的是金属轻基基团得配位交换,形成沉淀。但锌改性煤矸石的对磷的去除率明显高于热改性煤矸石,是因为锌负载了煤矸石表面提供了更多活性点位。（4）将锌改性煤矸石与热改性煤矸石吸附磷进行对比,锌改性能够更好的将高浓度和低浓度的磷去除,对于5mg/L的含磷废水去除率可达97%。锌改性煤矸石的吸附容量更高,不同反应温度下,较热改性的吸附容量提高1.5-2.4倍,并且达到饱和吸附时间较短,锌改性煤矸石在室温及p H=4～7之间都有较好的吸附量,而热改性煤矸石需要在强碱及高温条件下对磷的出去率会有较大提升,增加运营成本。所以,锌改性煤矸石能够明显提高热改性煤矸石的吸附性能和吸附容量,拥有更广的应用范围。