新型有机膨润土及其在废水处理中的应用.pdf

新型有机膨润土及其在废水处理中的应用 朱利中、陈宝梁、李济吾、田森林、马建锋 浙江大学环境科学系，杭州310028 有机膨润土具有良好的吸附性能，在废水、废气吸附处理及污染环境修复中有很好 的应用前景。长期以来，由于合成工艺复杂、处理成本较高、固．液分离困难、不易回 收利用，常见有机膨润土的功能结构单一，不能有效处理各类复杂的有机废水，导致有 机膨润土在废水处理等污染控制中的应用仍停留在实验室研究阶段。因此，应进一步研 究有机膨润土的结构．效应关系、吸附机理，开发新型高效多功能有机膨润土及工艺流 程简单、操作方便的废水处理新工艺，解决其在污染控制应用中的重要科学技术问题， 为有效开发利用我国丰富的膨润土资源及其在环境保护中的应用提供理论依据和技术 支撑． 本文重点研究了新型有机膨润土及其污染控制应用及机理，试图解决新型有机膨润 土合成生产、废水处理工艺、回收利用方法等一系列理论及技术难题。 1、合成的新型阴．阳离子，阳-非离子有机膨润土对水中有机污染物有显著的协同去 11％。为开发新型高效有机膨润土、并降低废水处理成本提供了一条新途径。 2、在研究有机膨润土结构．效应关系的基础上，提出并证实了有机膨润土的。吸附 结构模型”：即低负载量时，表面活性剂在膨润土上形成一层表面吸附膜，对有机污染 物产生强的表面吸附作用#高负载量时，表面吸附膜逐渐转化为分配相，对有机污染物 产生分配作用；当表面活性荆的负载量约为1．0倍CEC时，有机膨润土的吸附性能最好。 定量描述了分配作用和表面吸附对有机膨润士吸附作用的相对贡献率，即口尸如缸G， 提供理论依据。 3、探讨了微波合成有机膨润土的新方法。微波合成所需时间由常规的2h降至2min， 能耗降低50％以上。并消除了合成过程中表面活性剂的污染。微波合成的有机膨润土饱 和吸附容量大、废水处理效率高。其吸附性能及稳定性均优于常规合成的有机膨润土。 如微波合成的CPC-膨润土对酸性大红染料的脱色率比常规合成的有机膨润土提高 15％，且废水处理中表面活性荆不易脱附。基本解决了有机膨润土合成工艺复杂、耗时 耗能等技术难题。 4、发明的有机膨润土台成-废水处理一体化新工艺，将膨润土与表面活性剂直接投 加到待处理的有机废水中(如处理含表面活性剂的印染／电镀废水。只需加少量膨润土)， 经搅拌、沉淀i废水达标排放．污泥可循环使用，吸附饱和后可再生利用．该工艺省略 了有机膨润土制备的整套工序，流程简单，操作方便，去除效率高于传统的吸附处理工 率比传统吸附处理工艺高15～27％。该工艺已成功用于印染、电镀等废水处理工程，原 材料成本下降90％以上。 5．回收利用困难是制约有机膨润土在污染控制工程中应用的重要原因．可将废水 处理 后回收的有机膨润土制成高性能中孔纳米吸附材料，并用于高浓度有机废气的吸附处 PNP-CPC-PCH四种中孔纳米吸附材料对cch的吸附量分别高达700mg，g、750m眈、 760m g／g和760mg／g(图1)，为解决了废水处理中有机膨润土资源化的难题提供了新 思路． 一-o--蓦苎轰H 由+pctRp-^-c1．PC--p膏cul—：：：三t：：B-”‘ 豳1四氯化碳在不同吸附剂上的吸附等温线(25。C) tP／P0=p1．0b．P／Po=0--0．25 为将有机膨润土广泛应用到环境污染控制工程中，仍需加强有机膨润土的结构-效 应，特别是吸附性能与表面活性剂负载量的关系研究，开发出结构功能可调控、吸附性 能良好、性能，价格比高、可多次使用、最终能再生利用的新型高效有机膨润土． 本文系国家自然科学基金资助项目50378081)