改性膨润土对废水中Cd2的去除

1、改性膨润土对废水中Cd2啲去除: In this paper, by using starch and PVA modified bentonite to remove Cd2+ in waste water achieved a good result, based on the research of contact time, shock velocity, bentonite dosage, pH value and other factors on the bentonite adsorption ability, find out the optimum experimental

2、conditions. The results show that, modified bentonite has good adsorption properties for Cd2+.镉作为一种有益于人类的重金属广泛应用于电镀工业、化 工业、电子业和核工业等领域。但随着采矿、冶炼精炼和电镀工 业的不断发展， 大量的含镉废水排入河流而造成环境的污染。 由 于镉在环境中不能降解， 具有很高的生物累计系数， 在人体中的 半衰期长达 10 至 30 年，它不断释放并产生持续毒性作用和累积 效应，造成人体肾、骨骼损害，对生殖、免疫系统有毒副作用， 并导致癌症发生。 1955 年日本发生的痛痛病就是镉

3、污染造成的。 目前治理镉污染的方法有化学沉淀法和吸附法。 化学沉淀法处理 镉的效能与水的 pH 值密切相关， 如何准确控制污染水体的 pH 值 以及污染水体pH值大于9.5时可能导致滤过水中铝超标带来次 生的饮水卫生问题还未得到解决。 吸附法是废水处理方法中的一 类重要方法，目前常用的吸附剂为活性炭 1 ，因其吸附清除效 果不高，且受到造价高，再生困难等限制，适用范围有限。天然膨润土具有良好的吸附、 离子交换等性能 2 ，在工艺 上具有投资小、 方法简便易行的优点， 且我国天然膨润土资源丰 富、价格低廉，在废水处理中具有广泛的应用前景 3 。未经改 性的膨润土比表面积和吸附能力较差， 故一般用

4、于废水处理的膨 润土都要经过改性，增大其比表面积，提高吸附能力。本文将膨 润土经去离子打浆，弃去石英杂质 4 ，沉积干燥后与淀粉、 PVA 按照10: 3: 1的比例混合，先将淀粉-PVA混合液加热到80C反 应30min,然后直接将膨润土加入其中，常温下搅拌30min，所得产物离心、漂洗、干燥后研磨粉碎备用 5 。1 实验部分试剂和仪器膨润土（辽宁抚顺）；淀粉 分析纯 （国药集团化学试剂XX公司）；硫酸镉 分析纯（国药集团化学试剂 XX公司）；原子吸收光谱仪 zeenit700 （德国耶拿公司） ；酸度计 320 型（梅特勒-托利多仪器XX公司）；X-射线衍射仪D/max-2200VPC （

5、 Rigaku ）；红外光谱仪 Magna560 （尼高力公司）；水浴恒温 振荡器SHC-C型（江苏江南仪器厂）；真空干燥箱 DZF-6020 型（上海一恒科技 XX公司）；离心机TG18-W（长沙维尔康湘 鹰离心机XX公司）1.2 实验方法将改性膨润土加入到制备好的 Cd2+ 溶液中 , 振荡吸附后 离心 , 取上清液用原子吸收分光光度计测定上清液中 Cd2+ 浓度。实验用膨润土原土及改性土的物理化学性能见表 1.表 1 膨润土和改性膨润土的性质 膨润土经过改性后各项性质参数都得到提升，实验采用改 性膨润土。2 结果与讨论2.1接触时间对改性膨润土吸附 Cd2啲影响实验条件：Cd2+浓度：1

6、.0mg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量：1.0g ;振荡速度：140 rpm ;温度：20C图1是在5-480min内改性膨润土对Cd2+勺吸附百分率随 接触时间的变化的曲线图。 由图可知，Cd2+勺吸附百分率随接触 时间勺增加而增加。吸附时间达到 60 min 时，吸附基本达到平 衡，吸附百分率为 95.95%。超过 60min 去除效果随时间增加提 高不明显。所以确定 60min 为平衡吸附时间，并将其应用于后面 的试验。2.2振荡速度对改性膨润土吸附 Cd2啲影响实验条件：Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量：1.0g ;振荡时间：60min

7、;温度：20C ;振荡速度: 0、80、140、200、250rpm由图2可知：Cd2+吸附百分率随振荡速度的增加而增加。这是因为振荡速度增加，膨润土与 Cd2+勺接触机会也随之增加。 振荡速度过高会增加运行成本，在保证去除率（ 95%的前提 下，选择较低的转速比较合适。所以确定振荡速度 140rpm 为实 验速度，并应用于以后的实验。2.3改性膨润土的用量对吸附 Cd2+勺影响实验条件：Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶液体积：100mL振荡速度：140rpm；振荡时间：60min；温度：20C ；改性膨润土质量： 0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0g由图3可知：Cd2啲吸附百分

8、率随改性膨润土质量的增加而增加。吸附达到平衡，改性膨润土用量大于 1.0g 的去除率均 在 95%以上。当用量达到 4.0g 以上时，吸附效果最好。在保证 去除率的前提下， 应选择最小的改性膨润土用量， 以减少应用成 本。2.4 离子初始浓度对膨润土吸附性能的影响实验条件：改性膨润土质量：1.0g ;溶液体积：100mL振荡速度：140rpm；振荡时间：60min；温度：20C; Cd2+度： 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L由图 4可知：吸附百分率随浓度增加而降低，但变化并不 明显。这是因为膨润土的吸附量是固定的， 随着初始离子浓度的 增高，被吸附后残留的离子浓度也随之增大。若

9、要改变此状况， 需要根据离子浓度增加吸附剂的用量或者增加处理次数。2.5溶液初始pH值对改性膨润土吸附性能的影响实验条件：Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量：1.0g ;振荡速度：140rpm；振荡时间：60min；温 度：20C; pH : 2、4、6、8、10由图5可知：吸附百分率随pH值升高而增大。在强酸性溶 液中，吸附百分率仅为30.41%。当pH值升高到中性至碱性范围 时去除率大大增加。由于铝氧八面体 Al-O-H 具有两性，在酸性 条件下，AI-O-H的OH容易电离，使膨润土表面带正电荷，对吸 附阳离子不利，即氢离子对Cd2+存在竞争吸附。当pH值

10、升高时， 溶液中OHd曾加，降低竞争吸附，并以氢键形式吸附在膨润土表 面，使其表面负电荷增加，从而增加了对阳离子的吸附容量。另 外，在强碱性溶液中，Cd2+与 OH会发生沉淀反应，间接增加离 子的去除率。因此中性或碱性条件有利于Cd2+的去除。2.6 温度对去除率的影响实验条件：Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量：1.0g ;振荡速度：140rpm；振荡时间：60min ;温 度：20C、40C、60C由图 6可知：去除率随温度的改变并没有明显的变化，说 明温度对去除率影响不大。 因此，可以不对废水进行加热或者冷 却处理，在室温下实验以减少运行成本。图 1 接触时间的影响图 2 振荡速度的影响图 3 膨润土用量的影响图 4 初始浓度的影响图5溶液初始pH值的影响图 6 温度的影响经过试验得出最佳实验条件： Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶