添加晶种对沼气发酵液磷回收的影响研究

以畜禽养殖废水经厌氧消化处理后的沼气发酵液为研究对象,采用曝气吹脱调节pH的处理方式。晶种采用海泡石粉、沸石粉和凹凸棒石粉3种天然矿物材料。考察了不同pH条件、晶种添加量和不同初始磷负荷对磷回收的影响,并利用扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDX)对产物进行了表征分析。结果表明:3种晶种材料中,凹凸棒石粉对磷回收的促进效果最好。在pH从7.5到8.5之间海泡石粉、沸石粉和凹凸棒石粉均可将Rp(t)提高10%以上,8.5到9.5之间,添加海泡石粉和沸石粉对Rp(t)的提升幅度降低,添加凹凸棒石粉可以达到14%左右的提升幅度。海泡石粉和沸石粉添加量增大后Rp(t)有小幅的提升,但变化不规律,凹凸棒石粉的最佳添加量为0.92 g/L。初始PO43--P为90 mg/L时凹凸棒石粉对磷回收有最好的促进效果。添加凹凸棒石粉的产物在SEM图片上可看到明显有晶体覆盖,EDX图上出现了明显的强度较大的P组分峰,从微观的角度证实了添加凹凸棒石粉的促进作用。     

混凝吸附及化学氧化深度处理焦化废水

以蒙脱石、凹凸棒石、次氯酸钙和PAC、PAM为基本材料,对焦化废水二级生化出水进行深度处理。实验结果表明：蒙脱石与凹凸棒石以4：1的比例配合使用,可明显提高焦化废水中COD和色度去除率;采用次氯酸钙作为氧化剂,可进一步提高焦化废水的脱色率和COD去除率,处理间差异达到极显著和显著水平;去除COD的最优实验条件为：粘土矿物（蒙脱石：和凹凸棒石=4：1）添加量4．0g／L、氧化剂（次氯酸钙）添加量1．0g／L、絮凝剂（聚合氯化铝：聚丙烯酰胺=15／1）添加量0．15g／L,处理后色度去除率达到97．0％,COD去除率达到69．1％;脱色的最优实验条件为：粘土矿物添加量4．0g／L、氧化剂添加量1．0g／L、絮凝剂添加量0．2g／L,处理后色度去除率达到98．5％,COD去除率达到66．4％。     

有机改性对凹凸棒黏土吸附四环素类抗生素的影响

采用OECD guideline 106批量平衡吸附法研究四环素类抗生素在十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒黏土(CTAB-ATP)上的吸附作用,并考察了溶液pH、吸附剂的投加量、离子强度对吸附过程的影响。结果表明,CTAB-ATP对四环素、土霉素、金霉素3种四环素类抗生素的吸附容量随着溶液pH的增加而增加;随着吸附剂投加量的增大而减小;随着离子强度的增加呈现缓慢减小的趋势。CTAB-ATP对四环素、土霉素、金霉素的吸附过程均符合准二级动力学模型(r0.998),吸附等温线较好地符合Langmuir等温式。有机改性凹凸棒黏土的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际抗生素废水的处理成为可能。     

凹凸棒粘土的产品开发与利用

凹凸棒粘土是一种自然界较稀少、性能独特、用途广泛的非金属矿产.凹凸棒粘土流变性良好,具有独特的胶体性能,是理想的无机胶凝材料,其表面物理化学结构及离子状态使其具有良好的吸附性能.凹凸棒粘土具有载体功能,可作为催化剂的载体,同时还可作为缓释肥料和农药的载体.凹凸棒粘土表面有结构残基、表面羟基使其具有补强性能,在石油、化工、食品、环保、农药、医药、建材等领域得到了广泛的应用.利用我国凹凸棒土资源丰富的特点,加快技术创新,使我国凹凸棒粘土工业跻身于世界先进之列.     

改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附研究

研究了改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附规律。结果表明，改性凹凸棒土对苯的吸附量和去除率提高了２倍多，ｐＨ值对吸附量的影响甚小，吸附量随温度上升而增加，改进的ＢＥＴ方程能较好地描述实验等温线，其吸附机理可能为表面的疏水作用与化学吸附和进入内部孔道吸附。     

邻硝基苯酚在有机改性凹凸棒土上的吸附行为

应用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)、溴代十六烷基吡啶(CPB)、四乙基溴化铵(TEA)和四丁基溴化铵(TBA)分别对凹凸棒石原土进行改性,研究有机改性凹凸棒土对水中邻硝基苯酚的吸附作用.结果表明,四种改性土对水中邻硝基苯酚的吸附在较短的时间内即基本达到平衡,且对水中邻硝基苯酚的吸附去除率与改性土的有机碳含量呈明显的正相关,同样条件下其去除能力大小的顺序是CPB改性土＞HDTMA改性土＞TBA改性土＞TEA改性土;当体系pH值大于邻硝基苯酚的pKa时,CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附能力明显增强; CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程更适合用Henry吸附等温线进行描述,该吸附过程的主要机制是分配作用;CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程是吸热反应,该吸附过程中无化学键力和配位基交换力等强作用力;阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在抑制了CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附.     

氨基化凹土对水中焦性没食子酸的吸附

采用氨基硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性凹凸棒石黏土(以下简称"凹土")为吸附剂,通过静态吸附研究其对模拟废水中焦性没食子酸的吸附性能。结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性凹土能有效提高凹土的吸附性能,改性凹土吸附50 mL,浓度为100 mg/L焦性没食子酸较理想的条件为吸附剂用量0.4 g、吸附温度20℃、吸附时间40min、体系pH 5.2。通过静态吸附实验数据计算分析得知,拟二级动力学模型比拟一级动力学模型能更好地描述改性凹土对焦性没食子酸的吸附动力学行为,改性凹土对焦性没食子酸的吸附更符合Langmuir等温式,其饱和吸附量为19.861 mg/g。     

改性凹凸棒石对模拟含酚废水处理机制的研究

利用有机阳离子表面活性剂对凹凸棒石表面进行改性,研究改性凹凸棒石吸附去除模拟含酚水中苯酚的机理,同时对影响吸附去除苯酚的因素进行探讨.结果表明,用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)和溴代十六烷基吡啶(CPB)等有机阳离子对天然凹凸棒石进行改性后能大大提高对苯酚的吸附去除率;HDTMA和CPB改性土对苯酚的吸附机制主要是其有机相对苯酚的分配作用;HDTMA和CPB改性土对苯酚的吸附等温线呈线性,L型吸附等温方程更适合该吸附过程.在pH＞10时,HDTMA改性土除通过分配作用以外还可通过静电吸附增强对苯酚的吸附;随着HDTMA改性剂用量的增加,HDTMA改性土对苯酚的吸附去除率也逐渐增加并达到最大值.     

有机凹凸棒石负载纳米零价铁去除水中六价铬

以黏土为载体负载纳米零价铁（nZVI,nanoscale zero-valent iron）可改善零价铁颗粒的团聚行为,增强其反应性.在负载过程中铁和黏土用量比例不同,对nZVI颗粒团聚和反应性的影响也不同.以有机凹凸棒石（CTMAB/A）为载体,采用液相还原法在1：3和1：5两种铁土质量比条件下制备负载型纳米零价铁复合材料CTMAB/A-nZVI-3和CTMAB/A-nZVI-5.利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了两种负载样品和不添加黏土载体时nZVI的分散差异,并通过X射线光电子能谱仪（XPS）分析样品与Cr（VI）反应后的产物分布.结果表明：降低负载反应时的铁土比能明显改善nZVI粒子的团聚现象、减小nZVI平均粒径、提高小粒径颗粒占比、增强其反应活性.小于10nm的nZVI颗粒在CTMAB/A-nZVI-3和CTMAB/A-nZVI-5负载nZVI总数中占比分别为3.60%和7.60%,在不负载的nZVI样品中占比为0.铁的投加量同为0.75g/L时,CTMAB/A-nZVI-5中铁对Cr（VI）去除率为86.20%,CTMAB/A-nZVI-3中为78.00%.     

凹凸棒石催化氧化脱除柴油机尾气中的NOx

采用反应吸收法实验研究了天然凹凸棒石黏土、水和氢氧化钠等制备成的吸收液脱除柴油机尾气中氮氧化物(NOx)的特性.在吸收液的作用下,尾气中的NO经催化氧化和碱中和联合吸收过程而脱除.凹凸棒石黏土经稀土改性,可增强NOx的脱除效果.考察了吸收液的pH值、温度和稀土加入量等因素对NOx脱除效率的影响,并对其脱除机理进行了探讨.在最佳实验条件下,NOx脱除效率达90.6%.气相阻力为3.5kPa.