膨潤(rùn)土及改性產(chǎn)品在廢水處理中的應(yīng)用
前言
我國(guó)水資源總量居世界第6 位, 人均擁有水量居世界第84 位。水資源在時(shí)間分配上不均勻, 在空間分布上不平衡, 不少地區(qū)水資源緊張。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提高, 對(duì)水的需求還將增長(zhǎng)。在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和城市化的發(fā)展過(guò)程中, 水污染在加劇。
水污染加劇制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。尋找一種較為廉價(jià)的污水凈化材料,降低污染水的處理成本, 提高凈化效率, 已成為環(huán)境保護(hù)中亟待解決的問(wèn)題。
膨潤(rùn)土是以硅鋁酸鹽為主的礦物。硅鋁結(jié)構(gòu)本身帶負(fù)電荷使其具有很好的離子交換能力; 膨潤(rùn)土具有很大的表面積, 使其具有較大的吸附能力。良好的陽(yáng)離子交換能力和吸附性能為它在污水處理中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)膨潤(rùn)土資源十分豐富, 應(yīng)用天然膨潤(rùn)土開發(fā)污水處理新材料, 無(wú)疑是解決我國(guó)污水處理的一條可行之路[1]。
將膨潤(rùn)土應(yīng)用于污水處理,已經(jīng)引起人們的高度重視。在環(huán)境保護(hù)方面它作為水處理的凈化劑、吸附劑,給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了一條新途徑。
1.改性膨潤(rùn)土處理有色污染物廢水
改性膨潤(rùn)土的脫色作用主要用于處理印染廢水。印染廢水的種類很多,有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、色度大、具有抗氧化性、抗光性和高化學(xué)穩(wěn)定性,是一種難以處理的工業(yè)廢水,近年來(lái)用改性膨潤(rùn)土對(duì)印染廢水的脫色處理研究取得了一定進(jìn)展[2,3 ]。
交聯(lián)蒙脫石的脫色性的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:蒙脫石經(jīng)過(guò)改性,脫色性能比原土有明顯提高;對(duì)于同種改性蒙脫石,土漿的脫色性能遠(yuǎn)大于固體粉末的脫色性能,且脫色時(shí)間短。用于實(shí)際生產(chǎn)中的染料廢水處理可達(dá)到操作簡(jiǎn)便、高效、低成本處理的效果。
2.用于含磷、氟廢水的治理
含磷廢水排入水體,會(huì)引起湖泊和海洋的營(yíng)養(yǎng)富集,嚴(yán)重時(shí)藻類瘋長(zhǎng),水體發(fā)臭,魚類死亡,嚴(yán)重影響水體環(huán)境,給人類帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)失。
孫家壽等[4]對(duì)鋁交聯(lián)蒙脫石脫磷進(jìn)行了研究,結(jié)果表明鋁交聯(lián)蒙脫石對(duì)溶液中的磷酸根有較好的吸附性能,其吸附容量可達(dá)5. 56 mg/ g。用其處理含磷酸廢水時(shí),在pH 為7. 3 、用量為9 g/ L 廢H2O、攪拌時(shí)間為30 min、攪拌速度為450 r/ min的條件下, 對(duì)磷的去除率接近100 %[5]。
3.改性膨潤(rùn)土脫除廢水中重金屬離子
重金屬離子廢水主要來(lái)源于金屬礦山、冶金、電解、電鍍等行業(yè),它可在水生生物中富集,通過(guò)食物鏈危害人體健康。改性膨潤(rùn)土可用來(lái)吸附廢水中的重金屬離子,且在再生過(guò)程中又釋放出被吸附離子以供回收利用,可實(shí)現(xiàn)變害為寶這一目標(biāo)[6]。
用改性膨潤(rùn)土制成兩個(gè)或三個(gè)吸附池,使含鉻廢水緩慢通過(guò)過(guò)濾池與改性膨潤(rùn)土接觸3~4 h,對(duì)高或中等質(zhì)量濃度的含鉻廢水中鉻的脫除率可達(dá)99 %以上,適合于電鍍、皮革、印染及化學(xué)試劑等工業(yè)排放的含鉻廢水處理。趙曉明[7 ]等采用碳酸鈉、氯化鋁改性的膨潤(rùn)土處理了含Cr5+廢水,結(jié)果得出,在pH為6.0,改性膨潤(rùn)土質(zhì)量濃度為15.0g/L 時(shí),對(duì)廢水中Cr5+的去除率達(dá)到95%,出水水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4.改性膨潤(rùn)土處理印染廢水
國(guó)內(nèi)近年來(lái)對(duì)改性膨潤(rùn)土在印染廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。研究了改性膨潤(rùn)土對(duì)紅色染料的脫色性能,結(jié)果表明,改性膨潤(rùn)土的脫色能力大于原土。
使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%的膨潤(rùn)土加0.005%的聚合氯化鋁,可使以陽(yáng)離子為主的染料廢水脫色率達(dá)94%—100%;用金屬離子(鋁鹽—鎂鹽)對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性,對(duì)水中活性艷紅染料進(jìn)行了吸附色,發(fā)現(xiàn)改性膨潤(rùn)土還具有一定的光化學(xué)催化降解作用[8]。
5. 展望
膨潤(rùn)土來(lái)源極其廣泛,成本較低,吸附性能較好;改性膨潤(rùn)土在去除重金屬離子、去除有機(jī)污染物、脫磷、脫色等領(lǐng)域研究較多,且實(shí)驗(yàn)室制得的產(chǎn)品對(duì)廢水的處理效果較好。
目前,改性膨潤(rùn)土在水處理中主要用于處理含重金屬離子廢水、有機(jī)廢水和印染廢水等領(lǐng)域,大部分產(chǎn)品還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,關(guān)于改性膨潤(rùn)土的大范圍應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道,且處理廢水僅限于幾種特殊的廢水,在將來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,改性膨潤(rùn)土的批量生產(chǎn)、廣泛應(yīng)用將是很多學(xué)者和專家關(guān)注的問(wèn)題[9]。
我們相信,隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,膨潤(rùn)土的開發(fā)利用技術(shù)將會(huì)逐漸地成熟,應(yīng)用領(lǐng)域必將逐漸拓寬。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”