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改性膨潤土在污水處理中的應用 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-04-02 11:15:59 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)改性膨潤土在各類廢水處理尤其是工業廢水處理中的應用是目前的一個研究熱點,概括起來改性膨潤土可去除水體中的重金屬離子?芳香族化合物?有毒且難生物降解的有機物,還具有脫色?脫磷?除臭等作用?
1 去除重金屬離子
膨潤土去除水體中的重金屬離子是基于蒙脫石層間所吸附的陽離子與水體中重金屬離子的交換作用。改性膨潤土陽離子交換容量(CEC) 越大,則去除重金屬離子的能力應越強?郭梅等人的研究表明,天然膨潤土對Pb2+的去除能力很強,當Pb2+的濃度小于20 mg / L 時, 去除率可達99%以上;蘇玉紅等比較了原土和有機膨潤土對模擬廢水中Pb2+的吸附性能,結果發現單陽離子有機膨潤土可使Pb2+的去除率從90.2%( 原土) 提高到97. 9%;陰-陽離子有機膨潤土可使Pb2+ 的去除率達97. 5%,孫勝龍等研究了鈉?鋁改造型膨潤土對溶液中Cr(Ⅵ) 吸附及其機理, 在pH=6 時,可去除溶液中95% 的Cr(Ⅵ) 。夏暢斌等研究了焙燒活化膨潤土對Zn(Ⅱ) ?Cd (Ⅱ) 等離子的吸附作用。Zn2+ 離子的飽和吸附量可達4.46 mg / g ,而對Cd2+的飽和吸附量高達16.58 mg/g ?
2 去除有機污染物
有機膨潤土較活化膨潤土去除有機污染物的能力更強。這是因為,一是有機膨潤土可利用季銨離子的非極性脂肪鏈端溶解( 萃取) 有機物,二是被吸附有機物分子使蒙脫石層間距增大,蒙脫石層間對有機物進一步吸附。對于離子型的有機污染物,吸附作用仍以離子交換作用為主。李夢耀等的研究表明,原土和活化膨潤土去除水中苯酚的能力很小,CTMAB—膨潤土可使水體中苯酚去除率達34% ,苯胺去除率為81%。
李益民等分別以溴化十六烷基三甲銨( CTMAB ) ,溴化十二烷基三甲銨( DTMAB) , 溴化十八烷基三甲銨( OTMAB) 為陽離子表面活性劑制備有機膨潤土,考察對水中苯酚?對硝基苯酚?苯胺?硝基苯?1-萘胺的去除效果,結果發現,有機膨潤土的層間距和對有機物的去除率隨改性時所用表面活性劑碳鏈的增長而增大;同一有機膨潤土對實驗濃度的5 種有機物的去除率為: 1-萘胺>對硝基苯酚>硝基苯>苯酚>苯胺。
劉鶯等的研究結果表明,由CTMAB 制得的有機膨潤土較原土對水中苯?甲苯?乙苯?鄰二甲苯的去除效果大大提高。朱利中等考察CTMAB—膨潤土對水中有機物的去除率順序是:α-萘胺>β-萘胺>γ-萘酚>硝基苯> 苯胺;朱利中等還發現陰-陽離子膨潤土對水中有機物( 苯?苯酚) 有協同吸附作用。吸附水中苯酚?苯胺的效果優于單一陽離子膨潤土。吳平霄等用有機交聯膨潤土處理苯酚廢水,去除率高達95% 以上。
3 去濁脫色
李夢耀等發現, 活化膨潤土?有機膨潤土均不能有效降低污水的濁度, 但可以去除污水的色度。
王連軍等發現高溫焙燒活化膨潤土對染化廢水COD 和色度有良好的去除能力,當投加0.1% 的改性土,COD 去除率可達74%,脫色率達95%以上。冀靜平等的研究表明,經鈉改型和羥基鐵改性的膨潤土吸附劑在投加量為5~6 g/L 時, 處理酸性大紅COD 去除率達45%,活性艷紅COD 去除率為71%,酸性黑COD 去除率達60%,周珊等采用酸活化膨潤土處理酸性藍印染廢水,色度去除率可達96%,且COD 去除率達63% , 再經絮凝劑處理后,色度降為1/20,可達到國家工業廢水二級排放標準的色度要求。
4 小結
綜上所述,我國學者對天然及改性后的膨潤土在污水處理中的應用及其機理等進行了大量的研究報道,目前這些研究還僅僅局限于實驗室,大多數處理的是模擬廢水。再加上膨潤土顆粒細小,在水中有較高分散性,不能有效降低污水濁度,在污水處理中常和其它絮凝劑混合使用,單獨用于實際污水處理的報道還不多。而且實際污水因來源不同,成分變化很大,處理污水時的條件要視具體情況而定也影響了膨潤土作為水質凈化劑的迅速推廣。
盡管如此,目前的研究已經表明膨潤土作為污水處理劑,具有諸多優點:儲量豐富,價廉易得, 活化改性方法簡單,可去除水中無機、有機污染物;具有較高的化學和生物穩定性。因此,系統深入地研究膨潤土的改性方法、改性機理、結構、性能及其在廢水處理中的應用,將對進一步開發新型改性膨潤土及其在環境保護,特別是污水處理及環境修復中的應用具有重大意義,并為充分開發利用我國豐富的膨潤土資源提供較為廣闊的應用前景。
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