摘 要：膨潤(rùn)土是一種由蒙脫石構(gòu)成的粘土礦物，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域。目前膨潤(rùn)土已開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理中。對(duì)膨潤(rùn)土在印染廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀做了概述，并展望了其應(yīng)用前景。 

1．引言 

印染廢水是我國(guó)目前主要的有害、難處理工業(yè)廢水之一，主要污染物有染料、漿料、助劑、纖維雜質(zhì)、油劑、酸堿以及無(wú)機(jī)鹽等。其特點(diǎn)是廢水量大、水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、難生物降解、色深、水質(zhì)變化快而無(wú)規(guī)律等特點(diǎn)，其中尤以染料的污染最為嚴(yán)重，其殘存的染料組分即使?jié)舛群艿停矔?huì)造成水體透光率降低，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，如何使印染廢脫色是處理的重要問(wèn)題。 

目前國(guó)內(nèi)處理印染廢水多以生化法為主，有些也輔以化學(xué)法，但普遍存在處理投資費(fèi)用大、運(yùn)行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，采用物理和化學(xué)處理法的研究也比較多通過(guò)吸附、混凝沉淀、化學(xué)氧化等均可去除一定的COD 和色度。其中，吸附脫色技術(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來(lái)脫除染料分子的。吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物（膨潤(rùn)土、硅藻土）、工業(yè)廢料（煤渣、粉煤灰）及天然廢料（木炭、鋸屑）等。膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成份的粘土，蒙脫石是2∶1型層狀硅鋁酸鹽，在層間具有可交換的鈣、鎂、鈉等離子，膨潤(rùn)土顆粒表面往往存在負(fù)電荷和正電荷，負(fù)電荷又包括恒定負(fù)電荷和pH控制負(fù)電荷，這些性質(zhì)決定了膨潤(rùn)土具有良好的吸附、離子交換等性能，在印染廢水處理中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)膨潤(rùn)土在印染廢水處理中的應(yīng)用研究的現(xiàn)狀、作用機(jī)理及發(fā)展趨勢(shì)作一綜述和探討。 

2．膨潤(rùn)土在印染廢水處理中的應(yīng)用 

2.1 天然膨潤(rùn)土直接處理印染廢水 

杭瑚等[1]研究了天然膨潤(rùn)土對(duì)陽(yáng)離子、分散、還原、中性、活性和直接類有機(jī)染料的吸附特性。溶液pH 值對(duì)膨潤(rùn)土吸附影響分兩類，一類如分散染料和還原染料，它們水溶性低，主要呈細(xì)顆粒分散于水中，易吸附在土粒上而沉降，脫色率相對(duì)較高且與pH 值關(guān)系不大；另一類是水溶性且分子中含有胺基染料，如直接大紅、活性紅等，其脫色率隨pH 值減小而升高。 

趙東源等[2]利用主要成份遼寧撫順膨潤(rùn)土為主要成份的天然蒙托土對(duì)印染廠廢水進(jìn)行了處理，對(duì)pH 值、催化劑、蒙托土用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素的影響進(jìn)行了考察，探索了最佳工藝條件，研究表明，蒙托土對(duì)含有酸性陽(yáng)離子染料的印染廢水有較好的處理能力，脫色率達(dá)90%以上，COD 去除率達(dá)96.9%。蒙托土是通過(guò)吸附機(jī)理對(duì)印染廢水處理的，具有操作簡(jiǎn)單、周期適中、易再生、投資少等特點(diǎn)。 

2.2 膨潤(rùn)土改性處理后處理印染廢水 

由于未經(jīng)改性的膨潤(rùn)土對(duì)去除廢水中有機(jī)物和脫色效果較差，故一般用于廢水處理的膨潤(rùn)土都要經(jīng)過(guò)改性，增大其比表面積，提高吸附能力。目前膨潤(rùn)土的改性方法主要有三種：焙燒法、酸浸法、鹽浸法。這三種方法均能改變膨潤(rùn)土的表面結(jié)構(gòu)，提高其吸附能力[3，4]。 

2.2.1 焙燒法 

劉德汞[5]將優(yōu)質(zhì)煤粉與膨潤(rùn)土按3%的比例混合，550℃焙燒2h 后對(duì)印染廢水處理，結(jié)果表明與煤粉混合高溫焙燒改性的膨潤(rùn)土比直接焙燒改性的膨潤(rùn)土具有更強(qiáng)的吸附能力，水處理后只需較短時(shí)間靜止就可實(shí)現(xiàn)液固分離，且高溫活化后可多次重復(fù)使用。因此，膨潤(rùn)土與煤粉混合高溫焙燒是一種低成本的改性方法。 

王連軍等人[6]通過(guò)比表面測(cè)定、掃描電鏡、Ｘ射線能譜元素測(cè)定等，探討了膨潤(rùn)土的結(jié)構(gòu)與改性機(jī)理。研究結(jié)果表明：高溫焙燒法活化膨潤(rùn)土有較好的效果，其對(duì)染化廢水COD和色度有良好的去除能力，當(dāng)投加0.11%改性膨潤(rùn)土，COD 去除率可達(dá)74%，脫色率達(dá)95%以上。為天然膨潤(rùn)土的表面改性及其在染化廢水處理中的應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。 

2.2.2 酸浸法 

    膨潤(rùn)土的主要組分是蒙脫石，其晶體是由鋁氧八面體和硅氧四面體層狀結(jié)構(gòu)組成，具有離子交換和吸附性能，將其酸性活化后具有更大的比表面和孔徑，對(duì)印染廢水的處理能達(dá)到較理想的效果[7]。 

宮克[8]用硫酸改性膨潤(rùn)土對(duì)分散染料印染廢水脫色， pH 值的最佳范圍為5.5~8.0 之間，投藥量為200mg/L 時(shí)，脫色率可達(dá)90%以上，效果較好。 

夏新奎等[9]將鈣基膨潤(rùn)土酸性活化，然后對(duì)印染廢水脫色處理， 當(dāng) pH 為7.0~8.0，加入量達(dá)到30g/L 時(shí)在室溫條件下攪拌時(shí)間35min 時(shí)，其一次性COD 去除率達(dá)76%，色度去除率達(dá)87%；若經(jīng)雙層濾料柱進(jìn)行過(guò)濾處理，色度去除率達(dá)93%以上，COD 去除率達(dá)78%，處理后的印染廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放要求。 

周珊[10]將200ml 色度10000 倍、吸光度A 為0.2480、pH 為6 的酸性藍(lán)印染廢水，調(diào)節(jié)pH 值3~6 后，加入30g 20%鹽酸酸化處理過(guò)的膨潤(rùn)土，慢速攪拌10min，靜置20min 濾，取其濾液測(cè)色度，濾液色度由開(kāi)始的10000 倍降解至400 倍，色度去除率高達(dá)96%，若再加入600mg/L 的FeCl3 絮凝劑，絮凝劑沉淀后，色度進(jìn)一步降至20 倍，可達(dá)國(guó)家工業(yè)廢水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-88）的色度要求。 

2.2.3 鹽浸法 

裘祖楠等[11]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)行了吸附脫色發(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。 

鈣基膨潤(rùn)土通過(guò)酸活化、熱活化、TiCl4 活化、羥基鋁和AlCl3 活化，對(duì)堿性紫染料溶液進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)用TiCl4 和AlCl3 活化的膨潤(rùn)土對(duì)堿性紫染料脫色率分別達(dá)到89%和98%以上，比原土脫色率顯著提高；通過(guò)Ｘ射線分析發(fā)現(xiàn)：TiCl4 和AlCl3 活化的膨潤(rùn)土具有較大層間距，而且吸附性能明顯提高。改性膨潤(rùn)土吸附堿性紫溶液時(shí)主要是通過(guò)陽(yáng)離子交換作用和染料分子與膨潤(rùn)土顆粒發(fā)生共沉淀作用[12]。 

2.2.4 其它改性方法 

邵穎等[13]對(duì)膨潤(rùn)土改性及其在分散大紅溶液脫色處理方面進(jìn)行了研究，采用了新型無(wú)機(jī)—有機(jī)改性方法，對(duì)浙江臨安膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，有效地將雙長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子表面活性劑引入膨潤(rùn)土層間，從而提高了有機(jī)膨潤(rùn)土的親油性和對(duì)廢水中有機(jī)污染物的吸附能力，改性后膨潤(rùn)土在處理分散大紅時(shí)平衡速度快，吸附性能佳，脫色率可達(dá)90%。冀靜平等[14]對(duì)膨潤(rùn)土改性及對(duì)染料廢水處理進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)酸性大紅BS、活性艷紅KE-3B 和酸性黑10B 等染料廢水的實(shí)驗(yàn)證明，聚鐵改性的膨潤(rùn)土對(duì)含各種類型染料廢水都有穩(wěn)定的去除效果。作者認(rèn)為，膨潤(rùn)土的轉(zhuǎn)型和改性，使膨潤(rùn)土在水中由單晶片形成層狀締合結(jié)構(gòu)，從而在締合顆粒之間形成吸附容納有機(jī)大分子的空間，增加了晶面間距和膨潤(rùn)土的比表面積。

經(jīng)吸附飽和后的膨潤(rùn)土可用于工業(yè)燒磚，使有機(jī)物燃燒分解，減少了二次污染。冀靜平等[10]的研究表明，經(jīng)鈉改型和羥基鐵改性的膨潤(rùn)土吸附劑在投加量為5～6g/L 時(shí)，處理酸性大紅COD 去除率達(dá)45%，活性艷紅COD 去除率為71%，酸性黑COD 去除率達(dá)60%。用氯化十六烷基吡啶（CPC）或溴化十六烷基三甲胺（CTMAB）加入膨潤(rùn)土反應(yīng)，過(guò)濾，再在80~90℃烘干，105℃活化，研磨后過(guò)100 目篩制得了有機(jī)膨潤(rùn)土，該改性膨潤(rùn)土用于處理含苯胺染料的廢水效果甚好。

Jae-Hyunbae 等[15]研究了HDTMA－膨潤(rùn)土對(duì)陰離子型染料酸性二號(hào)橙和陰離子型表面活性劑DBS（十二烷基苯磺酸鹽）的競(jìng)爭(zhēng)吸附行為。Konduru R 和Ramakrishna 等[16]比較了泥煤、鋼廠礦渣、有機(jī)膨潤(rùn)土以及飛灰吸附處理染料廢水的效果。研究發(fā)現(xiàn)，飛灰和礦渣對(duì)酸性染料有較高的脫色率；而有機(jī)膨潤(rùn)土和泥煤對(duì)堿性染料的脫色率較高。 

2.3 改性膨潤(rùn)土混凝劑處理印染廢水 

張建英[17]探討了改性膨潤(rùn)土混凝劑Scpb（改性膨潤(rùn)土混凝劑Scpb 是由膨潤(rùn)土添加SCMC 和PAC 改性制成的80 目固體顆粒。主要成份是膨潤(rùn)土、PAC 和SCMC）對(duì)印染廢水的實(shí)際處理效果，結(jié)果表明：Scpb 在短時(shí)間內(nèi)不但能夠使COD 去徐率達(dá)到60%以上，去濁率達(dá)70%以上，脫色率達(dá)60%以上，而且有較寬的pH 適用范圍。

馮雄漢等[18]研究了有機(jī)膨潤(rùn)土混凝劑處理陽(yáng)離子染料廢水的性能，考察了pH 值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、膨潤(rùn)土用量、助劑、無(wú)機(jī)鹽等因素的影響。他采用酸和有機(jī)銨鹽復(fù)合改性膨潤(rùn)土，對(duì)含100mg/L 陽(yáng)離子染料廢水，投入400mg/L 的復(fù)合改性膨潤(rùn)土，平均脫色率超過(guò)99％，COD 去除率達(dá)92％以上，飽和吸附量明顯優(yōu)于原土。 

2.4 膨潤(rùn)土與其它工藝聯(lián)用處理印染廢水 

周珊等[19]研究了膨潤(rùn)土-絮凝-內(nèi)電解法處理印染廢水。研究結(jié)果表明：經(jīng)膨潤(rùn)土和絮凝后，色度去除率達(dá)99.5%，經(jīng)內(nèi)電解降解后，COD 去除率達(dá)98.2%，達(dá)到國(guó)家印染廢水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）。 

杭瑚等[20]比較了膨潤(rùn)土吸附-絮凝法與單純絮凝法處理染料水溶液的脫色效果，前者比后者的脫色率提高40%~200%，使用0.01%的膨潤(rùn)土加0.005%的聚合氯化鋁，可使以陽(yáng)離子染料為主的印染廢水脫色率達(dá)94%~100%。 

肖子敬、葉玲等[21]把膨潤(rùn)土Na-Mont 和AlCl3 交聯(lián)劑、淀粉S、PVA 及偶氮二甲酰胺AZO 等材料或化合物混合，用水調(diào)勻，經(jīng)擠壓成型后于烘箱中烘干。然后在電爐中以600℃先灼燒4h，再于不同溫度800℃下繼續(xù)灼燒1h，制成膨潤(rùn)土基多孔粘土材料。應(yīng)用于吸附紅色染液廢水中最難處理的直接大紅和陽(yáng)離子紅X-GRL 等。結(jié)果表明，該多孔材料對(duì)印染廢水具有很好的脫色效果，并可克服污泥增多而造成二次污染等缺點(diǎn)。 

3 展 望 

膨潤(rùn)土來(lái)源極其廣泛，成本較低，吸附性能較好，在工藝上具有投資小、方法簡(jiǎn)便易行的優(yōu)點(diǎn)，尤適合中小型印染廠廢水的處理。但目前，利用膨潤(rùn)土處理印染廢水主要還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)報(bào)道還不多，此方法還存在著泥渣的產(chǎn)生量大且難以處理的缺點(diǎn)。 

因此要進(jìn)一步擴(kuò)大在膨潤(rùn)土印染廢水處理中的應(yīng)用，今后的研究中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)膨潤(rùn)土改性方法以及吸附飽和膨潤(rùn)土處置技術(shù)的研究。 

另外，由于印染廢水的水質(zhì)十分復(fù)雜，單一吸附脫色技術(shù)往往難以達(dá)到理想的效果。特別對(duì)于多種類型染料以及其他有機(jī)物的復(fù)雜廢水，因此需不斷開(kāi)發(fā)、研究具有較廣適用范圍的復(fù)合吸附劑和集成脫色處理工藝。

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