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改性膨潤土吸附處理含磷污水

文檔作者：鄧書平文檔來源：遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年04月29日
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第4期
2011年8月
礦產(chǎn)綜合利用
M ultipurpose Utilization of Mineral Resources
NO．4
Aug．2011
改性膨潤土吸附處理含磷污水
鄧書平
(遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧撫順1 13001)
摘要：采用硫酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)和陽離子型聚季銨鹽對膨潤土進(jìn)行改性，考察了改性
膨潤土在不同條件下對含磷污水的處理能力，并比較了原土、酸改膨潤土和改性膨潤土對含磷污水的處理效果。
結(jié)果表明：改性膨潤土用量為6g／L，pH為4—10，吸附時間為40min，溫度為20℃時，污水中磷的去除率可達(dá)98％以
上。該方法具有處理效果好，操作簡單，運行費用低等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：改性膨潤土；吸附；磷；污水
中圖分類號：X131．2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000 6532(2011)04-0038-03
磷是造成水體富營養(yǎng)化的根本因素，據(jù)調(diào)查，
TN大于0．2mg／L、TP大于0．02mg／L時，水體就開
始出現(xiàn)富營養(yǎng)化。水體的富營養(yǎng)化會嚴(yán)重破壞水體
生態(tài)環(huán)境，危害水生生物的生存和人類健康。目前，
常用的除磷方法有化學(xué)法和生物法等? 。
采用膨潤土吸附處理含磷污水不僅可以回收
磷，變廢為寶，而且具有工藝簡單、操作方便等優(yōu)點。
另外，我國膨潤土資源豐富，價格相對低廉。本文采
用硫酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨和陽離子型聚季
銨鹽對膨潤土進(jìn)行改性處理，提高其在處理含磷污
水方面的吸附性能，取得了很好效果。
1 材料及方法
1．1 材料及試劑
[J]．Materials Science and Technology，2008，24(12)
1438—1443．
[16]陳華雄，宋永才．文石型碳酸鈣晶須的制備研究[J]．材
料科學(xué)與工程學(xué)報，2004，22(2)：197—200．
[17]劉慶峰，尚文字，劉斌，等．文石晶須的碳酸化合成工藝
研究[J]．西安交通大學(xué)學(xué)報，1999，33(12)：17—20．
Technological Study on Pr
Carbonate
FENG Xiao．ping ，ZH
eparation of Calcium
Using Active Lime
ZHAO Tao—tao WU Zhao．peng
(Wuhan University of Technology，Wuhan，Hubei，China；
2．Wulongquan Mine of Wuhan Iron and Steel Company，Wuhan，Hubei，China)
Abstract：Calcium carbonate whiskers were prepared by means of carbonation using active lime as raw materials．
The effect of the ration of magnesium to calcium，reaction temperature
，stirring speed and the ventilation of carbon
dioxide on the synthesis of calcium carbonate whiskers was studied．The result shows that the reaction time has the
biggest influence on the synthesis of calcium carbonate whiskers
，then the ratio of magnesium to calcium and the
ventilation of carbon dioxide，and finally the stirring speed．W hen the ration of magnesium to calcium is 2
，the reac．
tion temperature is 80 ．the stirring speed is 100～130r／min and the ventilation of carbon dioxide is 70～lOOmL／
min，the uniform aragonite calcium carbonate whiskers with the length of 25～30 1xm
，the ration of length to diameter
about 28 can be obtained．
Key words：Aragonite calcium carbonate；Whisker；Active lime；Synthesis technology
收稿日期：2011-05-05
作者簡介：鄧書平(1973一)，男，碩士，副教授，從事環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)、科研工作。
第4期 鄧書平：改性膨潤土吸附處理含磷污水 ·39·
天然膨潤土、聚二甲基二烯丙基氯化銨、陽離子
型聚季銨鹽和稀硫酸等。
1．2 改性膨潤土的制備
先將原土用水浸泡8 h后風(fēng)干，再在300~(2條件
下對原土進(jìn)行活化2 h，之后研磨過100目篩。向其
中加入5％的稀硫酸，在70~t2下緩慢攪拌2 h，過濾，
用蒸餾水洗滌至中性，真空抽濾并烘干，制成酸改性
膨潤土(即酸改土) J。
再向酸改性膨潤土中加入適量聚二甲基二烯丙
基氯化銨和陽離子型聚季銨鹽，在45～5O℃ 下緩慢
攪拌60min，真空抽濾，再放人烘箱，烘48h，取出研
磨過100目篩，制成改性膨潤土。
1．3 測定方法
采用《鉬酸銨分光光度法檢測總磷》GB11893—
89測定污水中的總磷含量 J。并按下式計算磷的
去除率。
= 。％
式中C一為處理前廢水中磷濃度(mg／L)
C 一為處理后廢水中磷濃度(mg／I )
2 結(jié)果與討論
2．1 原土和酸改土對磷的吸附效果的比較
在20~C和一定pH值條件下，分別向1000mL
濃度為5mg／L含磷污水中加人等量原土、酸改土和
改性膨潤土振蕩吸附，結(jié)果見圖1。
、、
槲
吸附時間／min
圖1 原土與兩種改性土對磷去除率比較
由圖l可知，隨振蕩時間增加，原土、酸改土和
改性膨潤土對磷的吸附變化趨勢基本相同，但改性
膨潤土對磷的去除率較原土和酸改膨潤土高。
2．2 pH值對磷去除效果的影響
在2O℃ ，分別向9個不同pH值的含磷污水中
加入等量的改性膨潤土，振蕩吸附，考察不同pH值
下改性膨潤土對磷的吸附效果 ，結(jié)果見圖2。
1
9
0
。
0
80
蠡
圖2 pH值對去除率的影響
由圖2可以看出，含磷污水pH在4～1O時，磷
去除率較高，pH值大于1O時有明顯下降。因此，改
性膨土在中性左右環(huán)境下處理含磷污水效果最好。
2．3 不同吸附時間對磷去除效果的影響
在20oC，pH值為7的條件下，向含磷污水加入
一定量改性膨潤土，考察不同吸附時間對磷去除效
果的影響 J，結(jié)果見圖3。
100
90
80
70
60
50
4O
30
20
圖3 時間對去除率的影響
由圖3可以看出，改性膨潤土對污水中磷的吸
附速度很快，振蕩吸附40 rain后達(dá)到平衡；其后隨
著振蕩時間的延長，改性膨潤土對污水中磷的吸附
量變化不明顯。因此，選取吸附時間為40 min。
2．4 改性土用量對磷去除效果的影響
在2OoC，pH值為7條件下，分別向7個1000
mL含磷污水中加人不同量的改性膨潤土，振蕩吸附
40 min，結(jié)果見圖4。
由圖4可知，改性膨潤土用量為6g／L時，磷的
去除率98％ 以上，此時磷的剩余濃度小于0．1mg／
L，低于國家含磷污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(0．1mg／n)，
膨潤土用量在6g／L以上時，磷的去除率仍穩(wěn)定在
98％ 一99％。因此，經(jīng)濟的膨潤土用量為6g／L。
· 40· 礦產(chǎn)綜合利用
圖4 改性土用量對去除率的影響
3 吸附機理初探
首先，膨潤土比表面積大，可達(dá)600～800m ／g，
巨大的表面積伴隨產(chǎn)生巨大的表面能，另外，其層狀
結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)中元素的類型與分布共同決定了其具
有很強的吸附能力。其次，以硫酸溶液改性膨潤土，
可將原土中的鐵、鋁、鎂、鈣離子溶出，使其變成有許
多孑L洞的骨架，使孑L道得到疏通，有利于吸附質(zhì)分子
的擴散。最后，PDMDAAC和陽離子型聚季銨鹽都
是帶有大量正電荷的陽離子絮凝劑，兩者改性膨潤
土后使其表面電性變?yōu)檎?，而污水中的磷以帶?fù)電
的離子存在，正負(fù)相吸，從而提高了膨潤土對水中磷
的去除率。
4 結(jié) 論
1．膨潤土本身具有很強的吸附能力，用酸和高
分子絮凝劑聚二甲基二烯丙基氯化銨和陽離子型聚
季銨鹽改性后既提高了膨潤土吸附效能，同時也提
高了它的沉降性能。
2．最佳試驗操作條件為改性膨潤土用量為6g／
L，pH為7，反應(yīng)溫度20℃ ，吸附時間40min，改性膨
潤土對磷的去除率在98％以上。
3．我國膨潤土資源豐富，價格低廉，因此，從資
源上為其用作水體凈化材料奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]翟由濤．吸附法除磷研究進(jìn)展[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，
38，(15)：8154—8158．
[2]朱利中，李益民，陳曙光，等．CTMAB一膨潤土吸附水中
有機物的性能及應(yīng)用[J]．環(huán)境化學(xué)，1997，16，(3)：233
— 237．
[3]胡巧開．改性膨潤土對黃磷廢水的深度處理[J]．中國礦
業(yè)，2005，14，(5)：66—69．
[4]孟洪，彭昌盛，肖舉強，宋存義．活化沸石去除水中磷化
物的研究[J]．礦產(chǎn)綜合利用，2001，(4)：10—14．
[5]蔣月秀，陳小梅，陳金梅，莫云芬，童張法．有機膨潤土對
水中硫氰根離子的吸附性能[J]．礦產(chǎn)綜合利用，2004，
(4)：15—17．
Study on Adsor．
1~tion Treatment of Phosphorus with M odified Bentonite
DENG Shu—ping
(Vocational and Technical College，Liaoning University of
Petroleum&amp;amp; Chemical Technology，F(xiàn)ushun，Liaoning，China)
Abstract：Bentonite is modified by maeromolecular flocculant PDMDAAC，cationic ammonium salt and sulphuric
acid．The~eatment capacity to phosphorus with modified bentonite is investigated under different conditions．At the
same time，the treatment efects of the original bentonite，acid modified bentonite and modified bentonite on the
phosphorus removal were compared．The results show that the removal rate of phosphorus can be over 98％ with the
dosage of modified bentonite being 6g／L，pH value 4—10，the adsorption time of40 min and reaction temperature at
2O℃ ．This technology has such advantages as good treatment effect．easy operation and low cost．
Key words：Modified bentonite；Adsorption；Phosphorus；Sewage

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