有机-无机复合膨润土的制备及其对磷吸附特性研究

新型绿色表面活性剂C12烷基多糖苷季铵盐表面活性剂和AlCl3·6H2O作为改性剂对膨润土进行改性,制备新型环保无机-有机复合吸附剂,并将其用于含磷废水的处理,考察了A1Cl3·6H2O投加量、有机改性剂用量、改性膨润土的投加量、反应时间及pH等因素对除磷效果的影响。结果表明,经8 mmol/g(Al/膨润土)的AlC...     

微波强化有机改性膨润土对磷的吸附特性研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)在微波辐射条件下对浙江临安膨润土进行改性,制得有机改性膨润土,利用其含磷模拟废水进行处理,考察了不同的工艺条件如有机改性剂用量、微波辐射强度、辐照时间、吸附时间、改性膨润土投加量、pH值对废水中磷去除效果的影响。结果表明:在有机改性剂用量为3 mmol/g,微波辐照强度为96 W/g,微波辐照时间8 min为最佳制备条件。改性膨润土用量为12 mg/L,反应时间为15 min,溶液pH为7及常温条件下,改性膨润土对浓度为50 mg/L的含磷废水去除率达到97.3%,吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

膨润土的改性及其在污水治理中的应用

天然膨润土表面经常存有一层薄的水膜,吸附有机物的能力较差。通过对天然膨润土的活化改性和添加改性剂方法进行改性,发现改性后的膨润土比原土具有更好的吸附性能和离子交换性能,可显著提高对各种有机物的吸附净化能力,能有效处理含有有机物、重金属离子等污染物的污水,有望成为新型的污水处理材料。     

改性膨润土对水体中多环芳烃的吸附

改性膨润土被广泛地应用于吸附水体中重金属离子和有机污染物,但关于改性膨润土吸附水体中多环芳烃混合物的动力学研究鲜见报道。利用十二烷基三甲溴化铵和十二烷基磺酸钠对膨润土进行改性,并将之应用于吸附水体中萘、蒽、菲和芘4种多环芳烃,考察了吸附剂投加量、时间和温度等条件对吸附效果的影响。实验结果表明,在25℃、吸附时间40 min、起始浓度为1.25 mg/m L、改性膨润土的投加量为4 g/L的条件下,该吸附剂对萘、蒽、菲和芘的吸附率分别为99.1%、99.6%、98.7%和98.9%。改性膨润土对水体中4种多环芳烃的吸附机理服从准二级动力学方程,该吸附剂吸附等温线服从Langmuir方程。     

插层蒙脱土去除铜绿微囊藻的研究

采用离子交换法制备了烷基糖苷季铵盐插层蒙脱土(简称插层蒙脱土)材料,采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、差热/热重联用热分析(DSC/TG)仪和X射线衍射(XRD)仪对其进行表征,并使用插层蒙脱土去除水中铜绿微囊藻,最后通过对藻絮体形态的表征分析了插层蒙脱土的除藻机制。XRD测试结果表明,烷基糖苷季铵盐可以插入蒙脱土的层间,使蒙脱土001晶面的层间距增大;DSC/TG测试结果表明,当烷基糖苷季铵盐用量为一倍蒙脱土离子交换容量时,其插入到蒙脱土的量为13.07%(质量分数);当铜绿微囊藻为2.81×108个/L,插层蒙脱土投加量为0.040g/L,藻液初始pH为8时,叶绿素a和浊度的去除率分别可以达到93.02%和90.1%;插层蒙脱土可以通过网捕絮凝作用去除铜绿微囊藻,当它与藻细胞接触时,其层间插入的烷基糖苷季铵盐可以缓慢释放,抑制絮体中藻细胞的活性,并且不会发生藻絮体反漂现象。     

改性膨润土颗粒对微污染水中有机物和氨氮的吸附

采用粘结剂聚乙烯醇(PVA)、造孔剂碳酸氢钠(NaHCO3)和微波强化Al改性膨润土(以下简称M-Al-Bt)制备改性膨润土颗粒(以下简称MBG),研究MBG对微污染水中有机物和氨氮(NH4-N)的吸附效果,考察了不同投加量、反应时间、pH值对腐殖酸(HA)和NH4-N的去除效果影响.结果表明,投加量3 g/L,反应时间20 min,pH =7时,MBG对微污染水中20 mg/L HA和5mg/L NH4-N的去除率分别可达98％和20％以上.HA和NH4-N共存时,存在竞争吸附,HA影响了MBG对NH4-N的去除.     

改性凹凸棒土的优化定向制备及对腐殖酸的吸附效果

以天然凹凸棒土为原料,以去除以腐殖酸为代表的天然有机物为目的,研究酸活化、热处理和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机改性3种改性方法,进行定向筛选。进一步比较3种方法联合改性凹土后对腐殖酸的吸附效果,确定最优定向改性方法。结果表明,先酸处理后OTAC改性凹土对腐殖酸的吸附效果最好,改性凹土投药量为0.7 g/L时,腐殖酸的去除率可达97%。利用正交实验确定凹土改性的最佳工艺条件、钠化时间和有机改性剂的用量对改性凹土吸附腐殖酸的能力影响显著。改性的最佳工艺条件为:酸浓度3 mol/L,氯化钠浓度0.5 mol/L,钠化时间2 h,改性剂用量为凹土质量的3%,微波改性时间为9 min。单独投加改性凹土时p H值对腐殖酸的吸附效果有重要影响。该方法制备的改性凹土在水处理工艺有良好的应用前景。     

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。     

掺Al-TiO2改性膨润土去除微污染水中COD和NH4-N

采用掺Al-TiO2作为改性剂制备改性膨润土,考察了微波辐射功率、辐射时间、TiO2改性剂用量、铝盐掺杂量、pH值对微污染水中COD和NH4-N去除效果的影响。实验表明,微波辐射功率为460 W,辐射时间为8 min,TiO2改性剂用量为1.3 mmol/g,铝盐掺杂量为0.2 mmol/g为最佳制备条件。pH值为6.0,改性膨润土投加量为40 mg/L,沉淀时间为30min时,对微污染水中初始浓度15 mg/L的COD和5 mg/L的NH4-N去除率分别达到92%和59%以上。     

膨润土的2种不同柱撑改性方式及其吸附重金属锌离子的比较

考察了钙基膨润土钠化过程中改性剂的用量,矿浆浓度,改性时间等对改性效果的影响,并测试了不同超声反应时间、陈化时间等条件下制备的钠化膨润土的性能,如:膨胀容,膨润值和阳离子交换容量CEC,然后分别以Al13-Cl和Al13-SO4方式嵌入矿物层间域中制备柱撑膨润土,考察和比较了不同陈化时间下2种柱撑膨润土煅烧前后的微观结构,及其对污水中锌离子的吸附去除效果,结果表明,Al13-Cl改性方法制备的柱撑膨润土对锌离子的吸附性能明显优于Al13-SO4柱撑效果。     

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。     

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。     

CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能研究

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离子等因素均会影响CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力;减小粒径和降低反应温度均有利于CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除;粒径≤0.18 mm CPB改性沸石吸附磷酸盐较优的改性剂投加量为250 mmol/kg;当溶液的初始pH值位于4~10之间时CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而增强;SO42-的存在会明显降低CPB改性沸石对磷酸盐的吸附效率,而提高溶液的pH值有助于消除SO42-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;HCO3-的存在会一定程度上抑制CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除,而提高溶液的pH值无法消除HCO3-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;CPB改性沸石吸附磷酸盐后一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液SO42-浓度的增加解吸率明显增大。     

有机膨润土负载纳米零价铁还原-类芬顿氧化降解2,4-二氯苯酚

目前,虽然有很多关于纳米零价铁(NZVI)通过吸附、还原和氧化作用去除各种污染物的报道,但关于如何联合这些方法来提高污染物的去除率仍然不是很清楚。本实验研究了联合有机膨润土DK1(十六烷基三甲基铵盐改性,d(001)=2.2 nm)吸附、NZVI还原、类芬顿氧化作用来去除溶液中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的方法。在反应前30分钟,有机膨润土DK1负载NZVI(NZVI/DK1)通过吸附还原作用去除溶液中2,4-DCP,2,4-DCP和COD的去除率分别为16.1%和7.8%,说明了吸附还原作用对2,4-DCP的去除效果是有限的。接着向溶液中滴加适量的H2O2,在5 min内2,4-DCP的去除率由16.1%提高到了99%以上,COD的去除率达到了64.1%,这可能是由于NZVI腐蚀形成铁的氧化物缓慢释放出Fe2+和Fe3+,增强了芬顿反应对2,4-DCP和降解产物的氧化去除效果。通过SEM,EDS,UV-Vis和GC-MS等分析方法佐证了上面的结果。最后提出了联合吸附、还原和Fenton氧化去除2,4-DCP的机制。     

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.     

常规水处理厂中小隐孢子虫卵囊的去除效果

介绍了小隐孢子虫卵囊的特点及其对人体的危害,分析了pH、混凝剂种类与投加量、电导率和天然有机物含量等对小隐孢子虫卵囊的Zeta电位的影响,总结了混凝-沉淀-过滤和直接过滤对小隐孢子虫卵囊的去除效果,探讨了水温、水质、混凝剂种类与投加量、滤料层组成和滤速等对去除效果的影响.     

钠基膨润土插层改性的微结构与吸附机理

以钠基膨润土为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚合羟基铁离子作为插层改性剂,制备出多种有机、无机、复合插层改性膨润土。运用X射线荧光光谱、扫描电镜、X射线衍射及红外光谱分析等手段研究了各插层改性膨润土的微结构变化及对苯酚和4-氯苯酚的吸附行为。结果表明:不同改性剂的插层改性效果不同,CTMAB效果最好;2种复合插层改性膨润土的层间结构有着明显的差异,CTMAB-Fe复合插层土中聚合羟基铁离子分布于有机相之外,SDS-Fe复合插层土中聚合羟基铁离子镶嵌于SDS单分子层中;各插层改性土之间吸附量的大小关系与层间距的大小关系基本一致;CTMAB插层改性膨润土对苯酚和4-氯苯酚的吸附均符合Langmuir等温方程,吸附过程均为优惠吸附。     

常规水处理厂中小隐孢子虫卵囊的去除效果

介绍了小隐孢子虫卵囊的特点及其对人体的危害，分析了pH、混凝剂种类与投加量、电导率和天然有机物含量等对小隐孢子虫卵囊的Zeta电位的影响，总结了混凝－沉淀－过滤和直接过滤对小隐孢子虫卵囊的去除效果，探讨了水温、水质、混凝剂种类与投加量、滤料层组成和滤速等对去除效果的影响。     

不同混凝剂处理松花江低温水

东北松花江地区冬季有将近6个月的冰封期,低温季节水源水处理难度大。为了保证东北地区冬季饮用水供应,研究几种混凝剂在处理冬季松花江低温水时的混凝效果。实验结果表明,NPAC1和NPAC2水解产物中具有较高的Alb和Alc成分,拥有较高的电中和、吸附和网捕卷扫性能,高效聚铝铁(PAF)水解产物Fe(OH)3具有比表面积大、吸附架桥作用较强的优点。这3种混凝剂无论是在控制出水浊度还是在对水体有机物去除能力方面均优于目前水厂所使用的PAC和聚合氯化铝铁(水厂PAF);NPAC2的投加量达到50 mg/L时,出水浊度达到最优;当混凝剂投加量达到50 mg/L时,NPAC1的浊度去除率逐渐超过NPAC2,剩余浊度低于3.0 NTU;NPAC1、NPAC2和PAF 3种混凝剂对有机物的去除能力大致相当,当混凝剂投加量为50 mg/L时,这3种混凝剂处理后的水的UV254的值均低于0.06,而水厂使用的2种混凝剂处理后的水的UV254仍高于0.1;结合其对浊度去除的情况,可以判断55 mg/L的投药量为NPAC1的最优投药点,PAF的最佳投药量为65 mg/L;投加适量的粉末活性碳可以有效地提高氨氮的去除率,当粉末活性炭的投加量为30 mg/L时,氨氮的去除率基本达到最大(51.27%)。表面负荷对混凝效果具有重要的影响,合理降低沉淀池的表面负荷对于提高出水水质具有重要作用。     

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。