用膨润土处理油田污水的研究进展

介绍了膨润土的基本特性及其存油田污水处理中的研究情况。天然膨润土经改性后,可吸附去除油田污水中的油、烃类衍生物、注聚残留聚合物及表面活性剂;负载金属氧化物的改性膨润土可对光催化氧化产生协同效应,提高光催化氧化油田污水中有机物的能力;在高压下将膨润土制成薄膜,对油田污水中的无机离了有一定的截留去除作用。     

聚丙烯酰胺膨润土复合物的制备及其性能研究

采用盐酸对膨润土(BNT)进行酸活化改性,改性BNT再与氯化乙醇胺(EACl)进行阳离子交换反应,引入功能基团,得到胺化产物(ABNT-EACl).利用ABNT-EACl作为还原剂与Ce4 组成氧化还原引发体系,引发了丙烯酰胺(AM)单体的插层聚合得到了改性膨润土/聚丙烯酰胺无机/有机杂化物(ABNT/PAM).采用1H-NMR和FTIR对杂化物进行了结构表征,结果表明,杂化物中存在离子键合作用.通过实验对比研究了不同条件下的杂化物ABNT/PAM与普通絮凝剂处理工业印染废水的脱色效果,发现ABNT/PAM杂化物的效果优于普通絮凝剂.     

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

染料浓度和盐度对白腐真菌同工酶的电泳分析

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析,并比较了染料废水的两大因子(染料浓度和盐度)对黄孢原毛平革菌过氧化物同工酶谱带的影响程度,结果表明:在染料或盐胁迫下,黄孢原毛平革菌均表现出应急产酶的响应,虽然过氧化物同工酶谱带数量未发生增加或减少,但谱带强度受到较大影响,活性艳红X-3B浓度≤200mg/L或NaCl浓度≤15g/L时均能诱导过量产酶,继续提高染料浓度或盐度将导致产酶抑制,染料浓度对酶带的影响作用高于盐度。     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

以膨润土为辅助添加剂固化/稳定化污泥的试验研究

针对传统以水泥固化污泥,带来的水泥用量大与固化体的浸出液pH过高等问题,提出了以膨润土为添加剂辅助水泥固化/稳定化污泥的思路.通过开展无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,测量掺入膨润土后污泥固化体的强度、重金属浸出率、浸出液COD及pH值,研究该固化/稳定化方法的效果.结果表明,膨润土的掺入极大地提高了固化体的抗压强度,将掺入量为0.4(相对污泥的质量比)的水泥一半用膨润土替代时,固化体的强度提高了6左右.体积安定性也能够满足要求.随膨润土掺入量增加,固化体中锌、铅的浸出率与浸出液的pH值呈现不断减小的趋势,锌与铅的浸出率分别由6.9%下降至0.25%,9.6%下降至5%,pH值由12.3下降至12.1.在强碱条件下及烘干或风干条件下,铜会随着有机物的分解而析出,从而增加铜的浸出率,而膨润土的加入能弥补水泥造成的强碱环境及风干或烘干过程对固化污泥中铜的稳定产生的不利影响.     

改性土-膨润土阻隔墙阻控离子型稀土矿氨氮污染

以土-膨润土为阻隔材料,使用硅灰及水泥对其进行固化改性,研究改性后阻隔墙对离子型稀土矿原地浸矿氨氮污染的阻控效果。通过了解阻隔墙材料的渗透性能、力学性能,并结合阻隔材料对氨氮的吸附效果、穿透效果和数值模拟结果,探讨改性土-膨润土阻隔材料对氨氮污染的阻控性能。结果表明:硅灰改性土-膨润土阻隔材料,最佳质量配比为硅灰∶土=1∶10,最佳含水率为67.80%;改性阻隔材料生成的铝硅酸盐提高了阻隔墙防渗性能,渗透系数为2.36×10~(-9) m·s~(-1);CaCO_3提高了材料的力学性能,使抗压强度达到0.896 MPa;改性阻隔材料对氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型。这说明该吸附过程以化学吸附为主,并且该吸附是放热过程。在不同氨氮浓度的穿透下,渗透系数呈逐渐减小的趋势,实验期间并未达到穿透浓度。利用Visual MODFLOW数值模型对阻隔墙的阻控效果进行模拟发现,7 300 d后NH_4~+扩散范围小,未穿透阻隔墙。硅灰改性土-膨润土阻隔墙用于对离子型稀土矿氨氮污染阻控的效果较好。     

有机改性膨润土的稳定性研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)对膨润土进行有机改性,研究了不同振荡时间、振荡强度、温度、pH以及盐溶液浓度下改性后有机膨润土的稳定性。结果表明,表面活性剂用量为0.6CEC时,改性的膨润土比较稳定。在同一环境因素下,当表面活性剂用量大于0.6CEC时,有机膨润土的稳定性均随着改性剂用量的增加而降低。振荡时间、振荡强度以及反应温度对有机膨润土稳定性影响不明显;酸性条件下会降低有机膨润土的稳定性,而中性、碱性条件下,有机膨润土的稳定性会提高;对于0.6CEC改性的有机膨润土,当NaC l、CaC l2的浓度由0.2 mol/L增加到0.6 mol/L时有机膨润土的稳定性得到了显著的提高,浓度继续增大,稳定性下降。所以当外界NaC l或CaC l2浓度为0.6 mol/L时,0.6CEC改性的有机膨润土相对0.8CEC以及1.0CEC改性的膨润土稳定,可用做废水处理的吸附剂,且无二次污染。     

固定化白腐真菌反应器与接触氧化反应器联用处理癸二酸生产废水

采用固定化白腐真菌(WRF)反应器与接触氧化反应器联用处理癸二酸废水。在WRF反应器中,以汽曝玉米秸秆为载体,并添加铜、铁促进白腐真菌生长和产酶作用,载体的使用寿命约为45 d。在进水苯酚平均质量浓度为69.36 mg/L、平均进水COD为1 648.81 mg/L的条件下,经WRF反应器处理后,苯酚平均质量浓度降至7.59 mg/L,平均出水COD降至478.03 mg/L;再经接触氧化反应器处理后,苯酚平均质量浓度降至1.65 mg/L,平均出水COD降至297.31 mg/L。     

Fe_2O_3/膨润土微波诱导氧化处理染料废水

以膨润土为载体,采用直接沉淀法制备了Fe2O3/膨润土负载型催化剂。制备催化剂的最佳工艺条件:硝酸铁质量浓度为8.08g/L,硝酸铁与膨润土质量比为1.0,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3h。用Fe2O3/膨润土负载型催化剂微波诱导氧化处理50mL质量浓度为50mg/L的模拟活性嫩黄废水的最佳工艺条件:催化剂加入量为0.5g,微波功率为900W,微波作用时间为5min。在此条件下模拟活性嫩黄废水脱色率达96.40%。微波诱导氧化处理模拟活性嫩黄废水的反应符合一级反应动力学方程。