中国页岩气资源储量丰富，目前已进入大规模商业化开发阶段。页岩气开采过程中会不可避免地产生大量页岩气产出水，由于其成分复杂，处理极为困难。对中国涪陵页岩气产区产出水样品的初步水质分析表明，页岩气产出水具有很高的矿化度，富含有机物、硼和溴碘离子，以及少量的重金属，与美国页岩气产区的产出水水质特点类似。开展页岩气产出水相关处理技术的研究，特别是产出水中典型无机污染物的去除技术研究，具有重要的实际意义。本文以页岩气产出水中盐分、硼、碘离子和重金属等典型无机污染物为研究对象，系统地开展了正渗透脱盐处理，以及硼、碘和重金属等污染物高效吸附材料的研究。主要结果如下:　　采用正渗透技术，对来自现场的三种页岩气产出水进行的脱盐处理实验表明:正渗透对样品中硼的截留率一般较低，小于70％，而对其他盐分等有较高的截留率。进一步的研究表明，水中胍胶、富里酸、腐殖酸钠、苯酚和聚丙烯酰胺等有机物的存在会降低正渗透过程的水通量，对水通量降低程度依次为:胍胶＞富里酸＞腐殖酸钠＞苯酚＞聚丙烯酰胺。系统中钙离子的存在会进一步加剧腐殖酸钠及富里酸对膜的污染，导致水通量下降;而钙离子对苯酚和聚丙烯酰胺体系的水通量的影响相对较小。　　实验合成了氧化镁气凝胶，并以此为吸附剂，研究了其对水中硼的去除效果及主要影响因素。溶液pH直接影响材料对硼的吸附能力，在pH9时达到最优，最大吸附量达125.0mg/g。在溶液离子强度低于0.1M的条件下，氧化镁气凝胶的吸附能力受盐度的影响较小;当离子强度大于0.2M时，材料对硼的吸附量随离子强度的增加而降低。进一步研究表明，氧化镁气凝胶对硼的吸附动力学符合假二级反应模型。　　以活性炭为载体，本研究制备了一种新型的氧化亚铜负载型碘吸附材料(Cu2O@AC)。研究表明，溶液pH对材料的吸附能力影响较大，在pH≤7时，材料对碘离子的具有较好的去除效果，而当pH＞7时，其对碘离子的去除能力大大降低，在pH7的条件下Cu2O@AC对碘离子的最大吸附量达285.7mg/g。材料的吸附能力受离子强度的影响较小，但溶液中的氯离子对碘离子在材料上的吸附存在竞争作用。对材料吸附动力学的研究表明，碘离子在Cu2O@AC上的吸附符合假二级反应动力学。　　此外，本研究利用污水处理厂剩余污泥，以及剩余污泥-烟煤混合物制备了两种碳质吸附材料，开展了对水中重金属离子的去除研究。结果表明:在最优条件下制备的纳米零价铁负载型污泥基活性炭，在pH5时对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为42.0mg/g。在最优条件下制备的另一种碳质材料巯基改性污泥-烟煤基活性炭，在pH5的条件下，对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的最大吸附量分别为238.1，96.2，87.7和52.4mg/g。