改性膨润土联合混凝剂处理微污染水中有机物

采用十二烷基多糖苷季铵盐作为改性剂制备改性膨润土,研究了改性膨润土联合混凝剂去除有机物的效果,考察了有机改性剂用量、微波辐射功率、辐射时间、膨润土投加量、pH值对有机物去除效果的影响,探讨了改性膨润土的改性和去除机理。结果表明,经微波改性后,实现了十二烷基多糖苷季铵盐阳离子对膨润土的插层,增大了层间距,提高了膨润土的吸附性能。联合混凝剂投加改性膨润土能够改善絮凝性能,显著提高有机物的去除效果。在最佳条件下,改性膨润土与PAC联合后的强化混凝,对初始浓度15.3 mg/L的微污染水中有机物的去除率达到95%以上,吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

有机膨润土在废水处理中的应用及其进展

本文简单介绍了膨润土的基本性质，膨润土及改性膨润土在废水处理中的应用；重点综述了有机膨润土的制备方法，吸附水中有机物的性能、机理、规律及影响因素，有机膨润土在废水处理中的应用及其进展。     

阴-阳离子有机膨润土制备及其对铅离子的吸附

用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）共同改性膨润土制备阴．阳离子有机膨润土，并用红外光谱分析法、热分析法和X粉晶衍射分析进行了表征；考察了阴-阳离子有机膨润土对铅离子的吸附性能。结果表明，用0．5CEC（cationexchangecapacity）十八烷基三甲基溴化铵和0．4CEC十二烷基苯磺酸钠改性的膨润土吸附铅的效果最佳；阴-阳离子有机膨润土吸附铅离子的能力比改性前明显增加，达到吸附平衡所需要的时间缩短；pH值强烈影响有机膨润土对铅离子吸附；有机膨润土对铅离子等温吸附过程符合Langmuir吸附模型；吸附热力学分析表明该吸附是一个放热过程，降低温度有利于铅离子的吸附。     

DSB+CPB复合改性膨润土对磷酸盐的吸附

为研究两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土的吸附除磷性能及其机理,采用不同比例两性表面活性剂——十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)对膨润土进行了有机复合改性,制得DSB+CPB复合改性膨润土,利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)以及热重分析(TGA)等手段对膨润土土样进行了表征,并用吸附等温模型和动力学方程拟合其吸附过程,探讨了改性比例、pH和温度等因素对吸附的影响。结果表明:DSB改性能提高膨润土对磷酸盐的吸附能力,当加入CPB复合改性后,可进一步促进DSB改性膨润土对磷酸盐的吸附能力,且吸附能力均随改性比例的增大而增强;对于0.5 DSB和1.0 DSB的改性膨润土,其与CPB最佳复合比例均为DSB+1.5CPB,最大吸附量分别为原土的7.81倍和8.19倍;改性膨润土对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温模型和伪二级吸附动力学方程,其吸附能力随pH的升高而降低,且吸附为物理和化学吸附同时存在的自发吸热熵增过程。上述研究结果可为两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土吸附除磷提供参考。     

改性铁覆膜砂的制备及吸附性能研究

制备了4种改性铁覆膜砂,并对其吸附性能进行了全面的实验,分析比较了4种改性剂的作用和效果.实验中发现,添加改性剂对铁覆膜砂吸附性能的促进作用各不相同,改性剂和铁氧化物的性质共同决定了改性铁覆膜砂的性质.吸附等温线和连续动态过滤实验结果表明,活性炭和硅藻土对提高铁覆膜砂吸附性能有促进作用,但膨润土和粉煤灰的作用不明显,甚至还可能降低吸附容量.活性炭改性铁覆膜砂的吸附等温式符合Langmuir模型,硅藻土改性铁覆膜砂、膨润土改性铁覆膜砂和粉煤灰改性铁覆膜砂对Langmuir模型和Freundlich模型都有较好的相关性.改性铁覆膜砂对天然有机物(NOM)的吸附属于单分子层吸附,吸附的主要机理为静电相互作用、配位交换-表面络合作用和疏水/憎水作用等.溶液pH值对改性铁覆膜砂吸附NOM有很大的影响,表现为低"pH值去除效率高,高pH值去除效率低"的特点,其变化规律取决于添加物质的性质.磷酸盐会和腐殖酸在改性铁覆膜砂表面产生竞争吸附,磷酸盐对粉煤灰改性铁覆膜砂的吸附能力影响最大.     

巯基化改性膨润土对重金属的吸附性能

以钙基膨润土为基本材料,制备了巯基化改性膨润土,并对比研究了此材料与其他17种改性膨润土和原材料对重金属的吸附性能.结果表明,巯基化膨润土对镉的吸附能力显著优于其他材料,在本实验条件下,其对镉的吸附率高于其他材料30％以上,对镉的吸附量可达52.1 mg/g.巯基化膨润土对铅的吸附能力在重金属竞争吸附条件下优于其他材料,而其对镍的吸附能力在所有材料中处于中等水平;另外,巯基化膨润土对3种重金属的吸附受重金属竞争吸附影响较小.因此,在所研究的材料中,巯基化膨润土材料是一种最理想的重金属吸附材料.     

CTAB改性膨润土制备及其对海洋溢油的吸附

利用室内吸附实验,以钙基膨润土和改性后的CTAB-膨润土为研究对象,研究了改性前后的膨润土在海洋环境条件下对石油的吸附性能。结果表明,CTAB已经成功地插层到钙基膨润土层间,使其表面形貌更加蓬松,层间距增大为2.04 nm,改性后膨润土由亲水性变为疏水性。改性前后的膨润土对海洋溢油的吸附率均随着膨润土浓度的增加及粒径的减小而增加,改性后膨润土的吸油率比改性前提高了13.1%,最高达到59.5%。临界颗粒物浓度为1 000 mg·L~(-1),最佳颗粒物粒径范围为100μm。CTAB-膨润土对委内瑞拉原油的吸附过程较好地符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型,吸附的最佳时间为240 min,最佳温度为30℃,饱和吸附量约为526 mg·g~(-1)。改性前后的膨润土在海洋环境条件下对石油的吸附性能有明显变化,CTAB-膨润土对海洋溢油的吸附优势较为显著。     

负载壳聚糖膨润土的制备及其吸附性能的影响

以天然膨润土和壳聚糖为原料，制得一种新型水处理剂——负载壳聚糖膨润土，研究了制备条件对酸性大红印染废水处理效果的影响。实验表明，当壳聚糖的浓度为30 g/L、膨润土质量与壳聚糖溶液体积之比为0.7、浸泡时间80 min、微烘时间15 min时，壳聚糖改性膨润土对酸性大红印染废水的脱色率可达97%。对改性土进行比表面积测定、电镜扫描及X-射线衍射等结构特性分析，证明壳聚糖的引入改变了膨润土在水中的分散状态，增强了其对污染物的吸附和离子交换能力。     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

改性膨润土对水中磷和藻类的同步去除

为快速去除富营养化水体中的磷和藻类,制备了絮凝剂-镧复合改性膨润土(聚合氯化铝铁-镧复合改性膨润土(PAFC-La)、聚合硫酸铝-镧复合改性膨润土(PAS-La)、聚合硫酸铁-镧复合改性膨润土(PFS-La)、聚合氯化铝-镧复合改性膨润土(PAC-La)),对材料进行表征,通过吸附动力学和等温吸附模型比较4种复合改性膨润土的除磷性能,并探究投药量和pH对复合改性膨润土除磷除藻的影响。结果表明,4种材料吸附磷的过程均能由准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述。其中,PAC-La的磷吸附容量最大(44.677 mg/g);投药量为300 mg/L时,总磷(TP)去除率最高的是PAC-La(94.1%),叶绿素a(Chla)去除率最高的是PFS-La(78.2%);在pH为5～10时,PAC-La除磷除藻效果受pH影响最小。实验结果表明,采用絮凝剂-镧复合改性膨润土能够同步去除富营养化水体中的磷和藻类,尤其是采用PAC-La性能最优。     

EDTA络合铜在无机柱撑膨润土上的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土,进行吸附EDTA络合铜离子(EDTA-Cu)的实验.研究了溶液中EDTA与Cu2 摩尔比、pH值、吸附时间对吸附过程的影响和吸附等温线的变化规律.结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;pH值对天然膨润土的吸附影响甚小,柱撑膨润土的最佳吸附pH在6～8之间;膨润土的分配系数随着溶液中EDTA与Cu2 的摩尔比的增加而减少,当摩尔比＞2后,分配系数趋于稳定;柱撑膨润土羟基吸附位的活性是决定吸附性能的关键因素;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝膨润土＞羟基铁膨润土＞天然膨润土.     

阴-阳离子有机膨润土吸附水中苊的性能及机理研究

用溴化十二烷基三甲铵（DTMAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）按不同配比制得一系列阴一阳离子有机膨润土,研究了有机膨润土吸附水中苊的性能及机理。结果表明,阴一阳离子有机膨润土对水中苊的吸附去除能力大于单阳离子有机膨润土,且与改性时所用阴离子表面活性剂的种类、浓度有关;阴一阳离子有机膨润土对苊的吸附等温线呈线性,吸附机理主要是分配作用。     

无机柱撑膨润土对有机锡废水中锡的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土进行了吸附有机锡废水中总锡的实验.研究了膨润土投加量、pH、吸附时间和吸附等温线的变化规律.结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;总锡的吸附去除率最佳吸附pH在6.0～9.0;膨润土的投加量大于10 g/L时,总锡吸附去除率可达到最大值;总锡在天然膨润土上的吸附符合Freundlich吸附等温方程,而总锡在柱撑膨润土上的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附等温方程;柱撑膨润土吸附活性位的数量是决定吸附性能的关键因素.在对总锡的吸附过程中,膨润土吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝柱撑膨润土＞羟基铁柱撑膨润土＞天然膨润土.     

零价铁复合有机膨润土处理染料废水的研究

针对目前印染废水处理现状及膨润土在水处理中回收困难等问题，提出将零价铁复合到有机膨润土中制成零价铁复合有机膨润土(ZVI-OB)，以达到高效吸附并降解污染物的目的。以染料废水(Orange II) 作为研究对象，考察了废水中染料的初始浓度、pH以及吸附时间对ZVI-OB去除染料效率的影响，并研究了吸附后降解过程中时间和pH对污染物降解的影响以及降解前后膨润土层结构的变化。研究结果表明，ZVI-OB相对于CTMAB改性的有机膨润土而言，其吸附量有所降低，但ZVI-OB在吸附污染物之后能有效降解有机物。ZVI-OB在饱和吸附Orange II后经催化氧化，总有机碳含量降低为原来的19%，可以重复利用。     

温度对改性矿物吸附剂脱除气态汞影响

以蛭石、丝光沸石、膨润土及经改性后各物质为吸附剂，N2气氛下，在固定床实验台上进行了对烟气中单质汞脱除的实验研究，主要考察了温度的改变对改性矿物吸附剂脱除气态汞的影响。研究结果显示，膨润土、蛭石对汞的吸附基本不受温度的影响；未改性的吸附剂对汞的吸附能力均比较差；温度的提高有利于改性吸附剂对单质汞的脱除，说明改性后的吸附剂的脱汞过程以化学吸附为主；真正起作用的活性组分CeO2占据了丝光沸石的大部分表面积和空隙；丝光沸石经CuO改性前后吸附能力几乎未发生变化。     

羟基金属柱撑膨润土吸附氟的性能研究

将膨润土进行改性制得4种羟基金属柱撑膨润土,用XRD考察了层间结构,并将它们应用于含氟废水的吸附处理中,研究了各种吸附剂的吸附速率、介质的pH、吸附剂用量、饱和吸附曲线和吸附剂的重复使用性.结果表明,改性得到的羟基金属柱撑膨润土的层间距都明显变大,在实验条件下对氟离子的吸附性能为羟基铁铝复合柱撑膨润土>羟基铁柱撑膨润土>羟基铝柱撑膨润土.该类吸附剂对氟离子还具有较好的重复使用性.     

八羟基喹啉改性膨润土预处理养殖废水

以八羟基喹啉为改性剂,天然膨润土为原料,制备一种新型吸附剂,并将其应用于养殖废水的预处理中。确定了改性膨润土的最佳制备条件:土液比为4 g/L,改性剂浓度为0.3 g/L,改性时间为50 min,改性温度为50℃。并以扫描电镜方法对改性膨润土行进表征:八羟基喹啉已经有效进入层间,改变了膨润土的性状,提高了吸附效果。优化了改性膨润土处理养殖废水的工艺条件:投土量为1 g/L,pH为4,搅拌时间为30 min,搅拌速度为350 r/min,沉淀时间为40 min。在此优化条件下,改性膨润土对养殖废水的COD去除率最高可达79.18%,且吸附动力学结果满足二级动力学模型。     

改性膨润土对垃圾填埋场渗滤液吸附效果

通过制备不同组分改性膨润土,研究其对苯酚的吸附效果,结果表明,十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵-改性膨润土。通过改性膨润土对实际复杂组分渗滤液的吸附研究,结果表明,使用活性炭改性的膨润土吸附COD和NH4+-N最为理想,单位质量COD吸附量最高为26.8 mg/g,NH4+-N最高为3.92 mg/g,其中,COD最高去除率为77.3%,氨氮为28.9%;十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土对COD和NH4+-N均有去除效果,两者对于渗滤液实际处理工程具有应用价值。     

改性膨润土作为垃圾渗透液防渗层的实验研究

本文以天然钠基膨润土为原料，采用水溶液聚合法，在室温条件下，通过改性聚丙烯酰胺对膨润土进行直接插层改性，制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。以此防渗材料作为防渗层，选用沈阳大辛填埋场的垃圾渗透液为处理对象，在动态实验下，就其对实际垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。抗渗性能测试结果表明，改性膨润土防渗性能较好，渗透系数为1．0×10^-7cm/s，达到固体废物填埋场的防渗材料国家标准1．0×10^-7cm／s的使用要求。改性膨润土防渗层对COD、氨氮、重金属离子去除效果较好，吸附作用较强，COD和氨氮最大去除率分别达到81％和91％，TFe、Zn^2＋和TCr的最大去除率分别达到71％、58％和73％。实验结果验证了本研究所制备的改性膨润土防渗材料具有优良的抗渗、截污性能。     

复合改性膨润土对氨氮废水的吸附及脱附

为了研究氨氮的吸附及脱附机理,使用了SDS(十二烷基硫酸钠)和AlCl_3·6H_2O(六水合三氯化铝)复合改性制备的改性膨润土对氨氮废水进行吸附及脱附性能研究。首先通过改性膨润土对含氨氮废水的吸附动力学实验和等温吸附实验研究膨润土的吸附过程,再利用KCl作为脱附剂,对吸附饱和的膨润土进行脱附再生,使用再生的脱附膨润土复合材料进行吸附实验。实验表明,动力学实验中,准二级动力学方程能够更好的模拟氨氮废水的吸附过程,Langmuir模型和Freundlich模型均能拟合氨氮的吸附过程,但综合评价,选用Freundlich等温方程式。脱附剂KCl溶液pH为3、浓度为550 mg·L~(-1)时,搅拌速度为250 r·min~(-1),室温下搅拌20 min,吸附饱和膨润土能够很好地脱附,脱附率达到75.21%。再生的复合膨润土材料对氨氮的去除率为62.83%。