随着我国社会经济发展,部分城镇饮用水源水质出现各种污染,其中重金属微污染成为了水源保护领域亟待解决的问题。与此同时,我国城市供水行业普遍面临饮用水水质标准提高所带来的挑战,现有常规水处理工艺也难以符合现实要求。考虑到常规工艺滤池承担了对绝大多数污染物的截留去除,对滤料改性以强化过滤去除水中重金属污染物具备广阔的应用前景。论文采用硝酸铁对石英砂表面进行改性。通过扫描电子显微镜的观测,比表面积的测定及X射线衍射的鉴定,对改性前后石英砂的表面特征进行了分析。表征结果表明,涂铁砂的比表面积明显增大,是原砂的5.07倍。改性后石英砂的粗糙度增大,表面主要成分为赤铁矿和针铁矿。以含Mn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)的废水为处理对象,考察涂铁砂投加量、溶液p H值对吸附重金属的影响,采用吸附等温线和吸附动力学实验分析吸附过程。结果表明,涂铁砂对四种重金属的去除率随着投加量和p H值的增大而提高,涂铁石英砂吸附重金属能较好的拟合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学模型,对Mn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)的饱和吸附量分别为0.197mg/g、0.448mg/g、2.403mg/g,展现了涂铁砂在处理重金属方面的高效性能。制备富里酸-涂铁砂复合体,考察复合体对重金属的吸附,发现复合体对重金属离子的吸附能较好的拟合Langmuir模式和准二级动力学模型。与涂铁砂对比,复合体对Pb(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)的饱和吸附量分别提升了25.4%、14.3%,而对Mn(Ⅱ)的饱和吸附量则减少了15.2%,这可能是金属-富里酸络合物条件稳定常数的不同造成的。通过红外光谱表征,复合体吸附重金属后,表面羧基和羟基的峰呈现出不同程度的降低,说明重金属与复合体表面的羧基和羟基发生络合反应。研究采取不同滤速进行动态实验。随着滤速的增大,石英砂与涂铁砂滤柱的过滤周期均有所降低。在同一滤速前提下,涂铁砂滤柱的过滤周期大于砂滤柱,水头损失增长小于砂滤柱。在对浊度和有机物去除方面,同一滤速和过滤时间下,涂铁砂过滤效果优于石英砂。在对重金属的去除研究中发现,涂铁砂滤柱的过滤效果明显好过砂滤柱,过滤周期也更长。在24小时的工作时间内,涂铁砂对Mn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)的平均去除率为69.7%、93.9%、96.8%,高于石英砂的20.0%、58.1%、30.7%。对两滤柱进行清水反冲洗,滤柱对悬浮物的去除基本可以恢复,但对重金属和有机物的去除的恢复效果不够理想,其中涂铁砂滤柱恢复情况优于石英砂。