据统计我国给水厂湿残泥排放量近55×10⁸吨/年,干残泥年产生量约150²40万吨[2],但对其的利用率远低于20%。十二五报告中也将给水厂残泥（WTR）的处置正式提上议题,因此对给水厂污泥的处置迫在眉睫,在众多处置方法中WTR的资源化是解决WTR堆积过剩的最佳途径,但粉末状给水厂残泥作为吸附材料用于水处理工艺时存在的沉降性能差、易堵塞、易流失难以及无法二次回收利用等问题。因此,本文以WTR粉末为主体研究对象,采用酸、碱、盐以及联合热焙烧复合改性进行处理。对预处理与改性后的WTR在海藻酸钠（SA）的作用下进行包埋固定,并采用XRD、FTIR、SEM-EDS、BET等多种表征手段对改性WTR-SA表面结构及物理化学性质进行分析,探讨了影响改性WTR-SA对氨氮和磷的吸附效果的因素,通过研究动力学模型和热力学等温线模型的拟合分析并结合对吸附前后改性WTR-SA的表征变化,初步探讨与推断了改性WTR-SA对氨氮和磷的吸附机理。利用氯化钠改性以及热焙烧法可以同时显著提升WTR对氨氮、磷的去除率。在氯化钠溶液浓度为2 mol/L时、浸渍时间为8 h、焙烧温度为400℃时,可使改性效果最好,氨氮吸附率较未改性WTR从5.12%提升到45.32%,吸附量从0.204 mg/g提高到1.839 mg/g。磷吸附率52.01%提升到72.89%,吸附量从2.602 mg/g提高到3.645 mg/g;对影响WTR胶珠的成球的SA浓度、氯化钙浓度、给水厂污泥添加量、交联时间等因素通过单因素试验与正交试验得到最佳包埋方案:SA浓度为2%,给水厂残泥掺加量为12g,交联剂氯化钙添加量为2%,交联时间为6h。用制备的改性WTR-SA胶珠在pH=7,温度25℃下分别吸附10 mg/L低浓度氮、磷废水,反应后溶液残留的氨氮浓度满足地表水环境质量的二类标准、磷残留浓度满足三类标准。通过多种手段表征发现,WTR在改性与包埋后的表面晶型结构基本不发生改变,铁、铝仍以较活性较高的不定形态存在;包埋WTR后产生了在1433 cm^-1处左右产生了新的-OH峰;WTR改性后C元素含量明显减少,Al、Fe、Si等吸附有效成分比例增高,Na⁺的引入置换WTR中半径较大Ca⁺、Mg⁺等阳离子;包埋后的WTR仍具有较大的表面积（25.31 m²/g）与孔隙体积（0.071 cm²/g）。改性WTR-SA对氨氮的吸附在中性条件下的去除效果最好,对磷则在弱酸性条件下有更好的去除效果;WTR-SA胶珠对氮、磷的吸附整体呈现为“快吸附、慢平衡”趋势,低浓度的氮、磷可以更快的达到吸附平衡;改性WTR-SA胶珠对氨氮的吸附属于放热反应,降温可以促进反应进行,而对磷的吸附与之相反;氢氧化钠对氨氮具有较高的再生率,并且四次再生后的质量损失率低于15%;氢氧化钠同时也对吸附磷后的改性WTR-SA胶珠有较高程度的再生率,而且四次循环再生后再生率仍有85%以上。改性WTR-SA对氨氮、磷的吸附过程都可用符合准二级动力学模型较好描述,其拟合系数R²均在0.995以上。不同初始浓度的颗粒内扩散拟合曲线均未通过原点,改性WTR-SA对氨氮、磷的吸附均受到了多种因素的影响。Langmuir方程可以较好的描述氮、磷在改性WTR-SA上的吸附过程,其Freundlich吸附指数n^-1均在0.1-0.5内,表明改性WTR-SA是一种吸附性能优良的吸附剂。通过Langmuir方程拟合出在15℃、25℃、35℃对氨氮的饱和吸附量为2.520 mg/g、2.399 mg/g、2.201 mg/g,吸附为放热反应,温度降低有利于反应进行;与其相反的是改性WTR-SA对磷的吸附为吸热反应,饱和吸附量随温度升高而增加,最大可达到6.447 mg/g。改性WTR-SA对氨氮的吸附主要通过离子交换和羟基络合作用进行,离子交换在其中起主要作用。改性WTR-SA对磷的吸附受到了配体交换、化学沉淀和离子交换三种作用共同影响,其中主要作用的为配体交换。