膨潤(rùn)土的改性及在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用

    

 膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要礦物的粘土巖，應(yīng)用廣泛，目前已越來越多的應(yīng)用于廢水處理中，但未經(jīng)處理的膨潤(rùn)土吸附脫色的性能較差，故一般用于廢水處理的膨潤(rùn)土往往要經(jīng)過一次或兩次改性處理，以增大其比表面積，改善其吸附能力，常用的改性方法有兩種：活化法，添加改進(jìn)劑法，改性膨潤(rùn)土具有吸附脫色性能優(yōu)良，廢水處理效果好等特點(diǎn)，從而擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。

　　人類開發(fā)利用膨潤(rùn)土已有近百年歷史，隨著科技的發(fā)展，研究方法和手段的完善，對(duì)膨潤(rùn)土成分、性質(zhì)和性能了解的深人以及社會(huì)發(fā)展對(duì)礦物需求的增加，膨潤(rùn)土礦的應(yīng)用越來越廣泛。20世紀(jì)2O年代，應(yīng)用僅限于鉆井泥漿、鑄造型砂等少數(shù)幾個(gè)領(lǐng)域，到50年代，它已成為冶金工業(yè)鐵球團(tuán)的粘和劑、化學(xué)工業(yè)的吸附、脫色凈化劑和環(huán)保消毒防護(hù)劑，隨之出現(xiàn)了形形色色的膨潤(rùn)土有機(jī)復(fù)合物，并有效地應(yīng)用于污水處理中，大大擴(kuò)展了膨?yàn)懲恋膽?yīng)用領(lǐng)域，至今，應(yīng)用膨潤(rùn)土的行業(yè)達(dá)l0余個(gè)，與膨潤(rùn)土有關(guān)的產(chǎn)品多達(dá)400-500種，被人們譽(yù)為萬能礦物原料。

　　盡管鈉基膨潤(rùn)土的物化性能較鈣基膨潤(rùn)土好，但由于膨潤(rùn)土表面硅氧結(jié)構(gòu)極強(qiáng)的親水性及層間陽離子的水解，故未經(jīng)改性的膨潤(rùn)土吸附處理有機(jī)物的性能較差。一般用于廢水處理的膨潤(rùn)土都經(jīng)過一次或兩次改性處理，常用的膨潤(rùn)土改性方法有兩種：活化法；添加改進(jìn)劑法。改性后膨潤(rùn)土的比表面積及吸附能力都有進(jìn)一步提高，因而改善了吸附脫色等性能，提高了廢水處理效果。

　　天然膨潤(rùn)土經(jīng)高溫焙燒、酸或氧化等活化處理后，對(duì)廢水COD的去除率及脫色率均有提高，其中，高溫焙燒活化后的吸附劑對(duì)染料廢水COD和色度的去除率比其它活化方法好，與原土相比，活化膨潤(rùn)土比表面積增加，空隙結(jié)構(gòu)疏松，吸附性能得到改善。

　　添加無機(jī)改進(jìn)劑膨潤(rùn)土的無機(jī)改性是通過加入無機(jī)高分子改性劑，使分散的礦物單晶片形成柱層狀締合結(jié)構(gòu)，在締合顆粒之間形成較大的空間，能夠容納有機(jī)大分子，因此改變了原礦物在水中的分散狀態(tài)及性質(zhì)，提高了其對(duì)有機(jī)物的吸附和離子交換能力。

　　添加有機(jī)改進(jìn)劑。有機(jī)膨潤(rùn)土是通過在膨潤(rùn)土表面用有機(jī)離子(典型的為季銨結(jié)構(gòu))交換非有機(jī)離子(inH、Na)得到的，有機(jī)膨潤(rùn)土的礦物表面是有機(jī)相的(即季銨陽離子不會(huì)被強(qiáng)烈水合)，因而有機(jī)膨潤(rùn)土要比常規(guī)膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)污染物具有更強(qiáng)的吸附能力。

　　添加無機(jī)一有機(jī)復(fù)合改進(jìn)劑。除分別對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行無機(jī)、有機(jī)改性外，還可以同時(shí)加入無機(jī)、有機(jī)物制得無機(jī)一有機(jī)復(fù)合膨潤(rùn)土。其制備流程一般為：先用無機(jī)聚合物處理原礦物，使其進(jìn)入礦物的層間，撐大了層間距，且導(dǎo)致電荷反轉(zhuǎn)，再加入表面活性劑，長(zhǎng)碳鏈親水性一端具有強(qiáng)烈的吸附架橋作用，且由于疏水作用形成長(zhǎng)碳鏈尾部的強(qiáng)烈反應(yīng)，彌補(bǔ)了表面吸附自由能電荷部分的不良影響，從而大大地提高了原礦物處理染料廢水的效果。

　　總之，無機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)各種復(fù)雜成分的水處理適用性強(qiáng)，可有效地去除細(xì)微懸浮顆粒，但生成的絮體不及有機(jī)高分子生成的絮體大，且單獨(dú)使用投藥量大；相對(duì)來講，有機(jī)膨潤(rùn)土用量少．絮凝速度快，介質(zhì)pH及環(huán)境溫度影響小，且脫色性能好．污泥量小。但目前合成的某些有機(jī)膨潤(rùn)土或其易水解．或其降解產(chǎn)物有毒．且成本較高，使其應(yīng)用受到限制。因此．系統(tǒng)深人地研究有機(jī)一無機(jī)復(fù)合型膨潤(rùn)土的合成方法、合成機(jī)理、結(jié)構(gòu)、性能及其在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用等，將對(duì)進(jìn)一步開發(fā)新型改性膨潤(rùn)土及其在環(huán)境保護(hù)．特別是廢水處理及環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用具有重大意義．并為充分開發(fā)利用我國(guó)豐富的膨潤(rùn)土資源提供較為廣闊的應(yīng)用前景。