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1、新型复合插层有机膨润土的制备及其在水处理中的应用研究摘要随着环境问题的日益严峻,工业废水的处理越来越成为环境科学与工程领域的热点问题之一。天然膨润土具有很大的表面积,伴随产生巨大的表面能,因而具有较强的吸附能力,是一种较好的吸附剂。但由于膨润土在水相体系中具有膨胀性及悬浮性,在水介质中分散呈胶体状态,当直接用膨润土原土对工业废水处理时,不仅效果差而且固液难分离。这给膨润土的工业应用带来一定的困难。有机膨润土是用有机阳离子或有机化合物与膨润土层间的无机阳离子发生交换而生成的一种疏水亲油的膨润土。由于其既具有无机膨润土优良的
2、特性,又具有疏水亲油的巨大比表面,与有机物具有很好的亲和性和相容性,在各种有机体系中已被广泛应用。目前,制备有机膨润土所用的改性剂主要是长碳链季铵盐等。然而在用有机膨润土进行工业废水处理时均存在用量大、在对印染废水脱色处理时存在脱色效率不高、沉降速度慢等问题。一般处理500mL废水,膨润土用量达到了500~1000mg,沉渣量较大。这影响了有机改性膨润土在废水处理中的应用。阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为絮凝剂用于废水处理的报道较多,它有絮凝沉降速度快、污泥脱水效率高等优点。通常将其与聚合硫酸铁、聚合氯化铝等联用作为助凝
3、剂使用。单独使用CPAM处理废水由于废水的性质、pH值等影响因素往往很难达到预期的效果。本文尝试以市售钠基膨润土为原料,分别以十六烷基三甲基溴化铵和阳离子聚丙烯酰胺为改性剂,制备了新型复合插层有机膨润土。探讨了试验影响因素以及最佳的试验工艺条件,并通过X射线衍射、红外光谱分析对有机膨润土的插层效果进行了表征。通过试验发现,用新型复合插层有机膨润土处理模拟印染废水时,具有用量少、脱色效率高和pH适用范围广的特点。与现有的有机膨润土相比,复合插层有机膨润土在处理废水过程中表现出较好的性能。在处理难降解有机印染废水时,不仅可以
4、脱色,而且可以降低CODCr值。在处理含苯酚废水时,新型复合插层有机膨润土的处理效果始终优于CTMAB复合插层有机膨润土。在处理低浓度苯酚废水时,吸附速度较快,20分钟便可达到吸附平衡。与现有的有机膨润土相比,新型复合插层有机膨润土不仅具有良好的脱色性能,而且也具有很好的吸附、絮凝沉降性能。关键词:改性膨润土,复合插层,阳离子聚丙烯酰胺,十六烷基三甲基溴化铵,废水处理,AbstractWiththeenvironmentalproblemsbecomingmoresevere,treatingindustrialwast
5、ewaterhasbeenaconcerninthefieldofenvironmentalscienceandengineering.Duetohighsurfaceareasandhighfreeenergy,naturalbentoniteshavestrongadsorbabilityandaregoodsorbent.Butinthewaterphase,thenaturalbentoniteswillexpandandsuspendandformliquidcolloid.Whentreatingindust
6、rialwaster-waterusingnaturalbentonites,ithasnotgoodeffectanditistoodifficulttoseparatesolidandliquidphase.Thisblocksapplicationofbentonitesinpractice.Organobentoniteisakindofhydrophobicbentonitewhichpreparedbyexchanginginorganiccationsinthelayerofbentonitewithorg
7、aniccationsorcompounds.Itcombinesinorganicbentonite’sexcellentdilatability,adsorptionanddispersionwithhugehydrophobicarea,soithasverygoodaffinityfororganicsubstance,hasbeenwidelyusedinallkindsoforganicsystem.Atpresent,thebentoniteismainlymodifiedbylongcarbonchain
8、quaternaryammoniumsalt.Whentheorganobentoniteisusedintreatingindustrialwastwater,itusuallyhassomeshortcomingssuchaslargedosage,lowcapacityofadsorption,decolour
