给水厂残泥（water treatment residual,WTR）作为城市给水厂处理过程产生的固体废弃物,含有大量无定型非晶质结构铁铝氧化物/氢氧化物以及一些黏土颗粒物、胶体和少量有机物,WTR具有较大的比表面积和发达的表面孔隙,可作为一种良好的吸附材料应用于废水处理中。但由于WTR为类似黏土的粉末状颗粒物,在实际应用中还是存在沉降性能差、易堵塞等问题。针对上述不足,本研究以WTR为原料,水泥、粉煤灰等为辅料制备给水厂残泥免烧陶粒（Unburned ceramsites from water treatment residuals,UCWTR）;研究UCWTR对水中铅、镉的吸附性能,通过静态、动态吸附研究UCWTR吸附铅、镉的机理和吸附模型,具体研究成果如下:（1）UCWTR的最佳质量配比为WTR:水泥:粉煤灰:激发剂=60%:15%:20%:5%,最优制备条件为每100 g原料加入35⁴0 mL水和6⁸ g黏合剂,蒸养时间为10¹2 h;在此最优原料配比及制备条件下,UCWTR在水中解体率仅为3.66%,吸水率为31.41%,比表面积为17.837 m²/g,总孔容为0.058 cm³/g,平均孔径为3.92 nm,破损率与磨损率之和为0.35%,含泥量为0.5%,堆积密度为900⁹50 kg/m³,表观密度1000¹200 kg/m³,各项指标达到《水处理用人工陶粒滤料（CJ/T 299-2008）》标准。（2）SEM和BET分析表明UCWTR与WTR相比表面更疏松,且存在许多微小孔状结构,孔径分布不均匀,UCWTR的比表面积可达18.17 m²/g,是WTR的1.8倍左右。XRD和FT-IR图谱分析表明,UCWTR和WTR均含有石英、高岭石、云母等晶体以及大量-OH、Al-OH、Fe-O活性基团,由此证实UCWTR和WTR中的铁铝主要以无定型非晶质结构存在,在UCWTR的制备过程中没有破坏铁铝的结构;由于制备过程中加入了水泥等辅料,UCWTR产生了钙铁榴石和勃姆石等新的晶体及C-S-H凝胶。（3）UCWTR对模拟废水中的铅、镉静态吸附实验结果表明,在温度为25°C,铅、镉初始浓度均为1 g/L,pH=5的条件下,UCWTR对铅、镉的最大吸附容量分别达到13.70 mg/g和17.87 mg/g,在6和4 h基本达到平衡;UCWTR吸附铅、镉的动力学过程均符合准一级、准二级动力学方程,准二级动力学模型的拟合更优（R₂²均达到0.99）,表明可能同时存在物理吸附和化学吸附;UCWTR吸附铅、镉的等温吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型（R_L²均达到0.99）,表明UCWTR对铅、镉的吸附较较易发生;在铅溶液pH<5、镉溶液pH<6条件下,升高pH有利于UCWTR吸附铅、镉;溶液阳离子（K⁺）浓度的增加不利于UCWTR吸附铅、镉,这可能是阳离子与Pb²⁺、Cd²⁺交换竞争的结果。（4）BCR分级提取实验结果表明,UCWTR吸附铅、镉的赋存形态包括酸提取态、还原态、氧化态和残渣态,酸提取态占比分别为75.55%⁹0.1%和78.81%⁸9.85%、还原态占比分别为2.66%¹1.49%和2.57%¹0.05%、氧化态占比分别为1.50%².30%和0.99%².54%、残渣态占比分别为1.03%¹1.34%和3.12%⁹.20%;随着吸附时间的延长,呈现酸提取态比例降低、还原态比例和残渣态比例升高、氧化态所占比例基本不变的趋势,这可能是因为:UCWTR首先通过静电吸附及羟基络合作用吸附铅、镉,随着吸附时间的延长,其表面的活性点位逐渐被占据,物理吸附减少,溶液中铅、镉与UCWTR的铁铝氧化物及C-S-H凝胶结合,生成较稳定的还原态及更稳定的残渣态。（5）UCWTR对模拟废水中铅、镉的动态吸附实验结果表明,随着反应柱内填料层高度的增加和入水初始浓度的降低,穿透时间延长;UCWTR吸附铅、镉的动态吸附过程比较符合Thomas模型和Yoon-Nelson模型,相关系数R²均大于0.9;在初始流速v=10 mL/min,填料层高度h=10 cm,初始浓度c₀=150mg/g的条件下,拟合得到的UCWTR对铅、镉动态饱和吸附容量分别为9.22mg/g、11.52 mg/g,铅、镉的静态吸附容量是其的1.48、1.55倍。（6）静态解吸与动态再吸附实验结果表明,EDTA-二钠和柠檬酸对吸附饱和铅、镉的UCWTR解吸效果最好,解吸率随着解吸剂浓度（0.01 mol/L⁰.1mol/L）的增加而增加,EDTA-二钠和柠檬酸分别在480 min和360 min达到解吸平衡;解吸后的UCWTR动态吸附铅、镉的能力与新鲜制备的UCWTR几乎相同,吸附容量没有出现明显下降。综上所述,利用给水厂残泥制备免烧陶粒是可行的,制备的陶粒可用于对水中铅、镉的吸附处理。本文的研究为给水厂残泥资源化利用和重金属污染废水的处理提供一种新的思路。