改性膨润土处理含甲苯废水的试验研究

1、【技术应用与研究1改性膨润土处理含甲苯废水的试验研究上官中华，郑重安科技大学地质与环境工程学院，陕西西安710054)摘 要:通过对原膨润土进行钠化以及有机改性后制取改性膨润土，并对改性膨润土吸附含甲苯废水的情况进 行试验研究。结果表明:过200目筛分的原膨润土经钠化之后，选用十六烷基三甲基漠化镀对钠化土进行阳產 子改性，m改肋膨=50%,然后加入适量的水在60 温水浴振荡器中振荡60 m in,改性膨润土处理含甲苯庭 水的效果最好，可达到89. 4%的去除率。矢键词:改性膨润土;吸附;废水处理;甲苯中图分类号：x 703文献标识码：a文章编号：1672 - 7312(2008)06 - 06

2、65 - 04exper m en ta 1 study of the m odffed ben ton itegubnt for toluenesed w a stewa tershangguan zhong2hua, zheng zhong(college of geological and envitvnn ental engineering. x icm university of science and technology, x ian 710054, china)a b stra c t:on the ba sis of die o riginal of j«d inn

3、 ben fon ite, as well as a mod ified system fian o ipan ic mod ified ben ite, p ibt stud ie s have been conduc ted on mod ified ben ton ite ad so ip tbn wa stewn te r con ta in ing to luene tlie re su its shov that afte r a 200 m e sh screen by the original sodium ben ion ile and after the se lec ti

4、on of celyltrine thy lammon iun bio： m ide and sodium on the x)il catbn modified, m diverted im expandable = 50%, and then add the appiupriate <mount of water into 60 °c constant tanpcmuire water batii oscillator in the oscillatbn ibr 60 minutes, the best result of contai2 ning modified bent

5、onite piocessing toluene wastewater can be achieved at 89. 4% ran oval ratekey words: mod ified ben ion ite: ad so ip tbn; wastewater treatiient toluene毀稿日期:2008 - 0525作者简介:上官中华(1984 -)，男，江西抚州人，在读硕士研究生，主要从事水处理技术的研究.化工、石油炼制等行业排放的有机工业废水，其 中苯含量较高，一般在预处理中采取直接燃烧和吸 附的方法处理，但因常规吸附剂价格昂贵、再生困荊 以及燃烧法设备操作难度大等原因，

6、许多工矿企山 对含苯废水的处理仍未找到相应的方法。吸附法作 为一种重要的物理化学方法在水和废水处理中有着 广泛的应用。长期以来，活性炭一直是最常规的吸 附材料。虽然活性炭的适用范围广，大多数的重金 属、有机物和生物分子都可以被吸附除去。并且吸 附能力强，可再生复用，但是活性炭的价格昂贵，迄 行费用高，使活性炭的广泛应用受到限制。近年來， 对改性膨润土水处理吸附剂的研究已成为废水处理 研究领域的热门课题之一。我国天然膨润土资源# 富，探明储量仅次于美国，居世界第二位，现在年开 采量约200万吨。开发膨润土和改性膨润土水处理 剂具有广泛的应用前景心7。1实验部分1 1实验材料实验原土为陕西汉中洋县

7、膨润土，。对原土进 行了 x射线衍射分析，原土在必i =15. 083处有一 强反射峰。根据有关鉴定手册可知,标准钠基土和钙基土的反射峰分别在=12和血=15 6处，由此确定原土为钙基土叫原土的其他性能，见表lo表1原膨润土性能指标原膨润土的指标吸蓝鼠/ml膨胀倍/nil -g'*胶质价/ml-g' 1ph值阳离子交换屋/mmcl g-*200 u24. 0& 576 177. 14q 717100目23. 26 284. 947. 15q 6035() r 提22 56 854. 947. 20q 558纯后10%提2& 09. 146 796. 100. 7

8、35纯后15%26 0& 576 176 11a 747实验废水来自人工配制的废水，其基本水质 （污染物）为：甲苯，3. 2123%; do , 6 67 mg/l; codci96 6 mg/lo1. 2实验仪器磁力搅拌器,恒温箱，恒温水浴振荡器,离心机， 水中甲苯测定，用气象色谱仪测测定;溶解氧的测定 采用碘量法;化学需氣量采用重铭酸钾法进行测足。1 3钠基膨润土制备将滤饼与水按1 ：10的比例制成矿浆，使用不同 的钠化剂，在不同钠化剂用量、不同的温度条件下搅 拌不同的时间，用真空泵抽滤,将滤饼用恒温干燥箱 干燥、球磨机研磨，得钠基膨润土141。1 4改性膨润土制备称取一定量的钠化

9、土置于烧杯屮，加入改性剂 和适量水，用氢氣化钠或盐酸调节到所需的ph值。 在水浴条件下加热搅拌;反应结束后,将所得的混浆 洗涤，除去残留的改性剂，抽滤，将滤饼在105也°c 下烘干，研磨后过20（）冃筛即得有机膨润土。l 5试验方法取500 ml含甲苯废水，调整最佳ph值，边搅 拌边投加各改性膨润土絮凝剂，搅拌20 m in,在恒温 箱内保持18 h,将已达平衡的试样分别倒入离心管， 在离心机上以3 500 r/min离心分离10 min,取上清 液,测定水中的有机物残余量。2结果与讨论2 1目标土的选择通过原膨润土性能指标可知，原膨润土 （s 200 冃筛子）的吸蓝量,膨胀倍，胶质

10、价以及阳离子交换 屋在三种筛分中是最大的,根据综合分析，选过200 目筛子的原膨土作为目标土是最优方案。2 2钠化最优条件的选择2 2 1钠化剂种类确定选取nacl,n迪8naf三种改型剂，钠化剂用 量为4%,温度80 “c,搅拌反应90 min,不同的钠化 剂对膨润土改型效果的影响，见表2o表2钠化剂种类对膨胀容的影响ml-g-钠化剂naclna2co3naf胶质价14. 0029. 0068膨胀倍11. 881& 2287选用的三种钠化剂，均不同程度地提高了膨润 土的膨胀倍以及胶质价，以naf的影响最为明显， 但从环保的角度考虑,f对环境有污染;na. 8,对 膨胀容的影响也很明显

11、，但na28在进行na*与 ca + ,mg+交换的同时，交换出的ca2mg+又易 于生成难溶的caco3 ,mgco3而难以除去，夹杂于产 品之中;而nacl价廉易得，且cv体积较大,带有负 电荷，不易进入晶格之中，并且用nacl钠化后的改 性膨润土洗涤比较方便，所以最后选nacl为改性 剂。222钠化剂用量确定以nacl为钠化剂，温度80 °c,搅拌时间90 min,不同钠化剂用量对膨润土改型效果的影响，见 表3。表3钠化剂用量对膨胀容的影响nil-g *nacl用量/%34567膨胀容1111. 9il 27. 314. 2胶质价920. 314. 0& 011. 8从

12、表3可看到，随nacl用量的增加，膨润土的 膨胀容不断提高。当钠化剂用量为4%时,钠化效 果很好，继续增加钠化剂用量，膨胀容的增加量不入 明显。虽然过量的钠化剂可提供充足的n，增大 t na*和ca2+,mg2+等二价离子交换的几率，使平 衡向右移动，提高了膨润土的钠化效果。但当钠化 剂加入量过多时，由于膨润土本身的黏结性，样品在 搅拌过程中，流动性降低，出现凝聚现象，影响了 润土与改型剂的有效接触;同时使双电层的厚度变 薄，而影响钠化效果。所以，考虑以上两方面的因 素，选定钠化剂用量为4%。2 2 3温度确定改型剂用量为4%,反应时间为90min,反应温度对改型效果的影响，见表4。表4反应温

13、度对膨胀容的影响温度广c60708090膨胀容& ()1011. 99. 8胶质价6 8914& 0随着温度的升高，膨胀容越大，说明钠化效果越 好。但温度过高，增加了水分蒸发,增大矿浆的剰 度，降低了钠化剂和矿浆的有效接触，影响钠化芬 果。2 2 4时间确定改型剂用量为4%,反应温度为80 °c,不同反 应时间对改型效果的影响，见表5o表5反应时间对膨润土膨胀容的影响ml-g-时间/m in306090120膨胀容7. 911. 99. 29. 6胶质价6 814. 07. 04. 8随反应时间的延长，膨润土的膨胀容增加，当时 间为90 min时，反应充分,交换反应达

14、到平衡；时间 太长，反应平衡被破坏，因而膨胀容下降。因此，利用汉中洋县钙基膨润土生产钠基膨润 土的合适条件，应该是：nacl为改型剂、用量为4%, 80 c, 90 m in。23钠化土有机改性条件的选择2 3. 1改性剂用量对有机改性效果的影响改变改性 剂用量处理含甲苯废水，结果如下。（条件：60 °c,1. 5h）利用气相色谱仪测的数据，由图1可以看出，随 着用上量的增加，去除率不断增加，在50%时，去除 率达到最大，再继续增大改性剂用量，效果反而不 好，这是因为改性剂过量太多吋，有机阳离子与膨润 土间的离子交换吸附变为超当量的分子吸附，平衡图1改性剂用量对有机改性效果的影响2

15、3. 2有机化温度对有机改性效果的影响（条件： 50% , 1. 5 h）从图2可以知道有机化效果与温度不成线性夹 系，说明在-定的条件下，加热可以使阳离子交换加 快，但温度继续升高，吸附和交换于膨润土上的有材 阳离子运动加剧，有机化效果下降。60 i时，有利 化效果最好。图2有机化温度对有机改性效果的彫响2 3. 3有机化时间对有机改性效果的影响在不同 时间下进行有机化试验，测定有机土对 溶液中c产的吸附情况。结果如图。（条件：50%, 60 °c）由图3可以看出，有机化时间达到60minh寸 有机化反应完全，反应趋于平衡；时间延长，有机化图3有机化时间对有机改性效果的彫响综上试验

16、结果分析可知，有机改性的最佳条件 是：按照破加彫=50%,然后加入适量的水在60 °c 恒温水浴振荡器中振荡60 mine3结论通过比较，过200目筛的原膨润土和经有机改 性的膨润土处理模拟甲苯废水的情况，可以知道：馬 土处理废水中甲苯的去除率为13 %，而经有机改14 后的膨润土处理废水中甲苯去除率为89. 4%。出 结果说明膨润土的有机改性试验是成功的。参考文献：11朱利中，陈宝梁有机膨润土在废水中的应用及其进 展j 环境科学进展,199& 6(3): 53 - 6l12 j a slanoglou x an akin in urn pillared montnorilb

17、nitc witli fast up lake of stiontiun and cesiuni from aqueous j . clays and clay miner, 1997, 45 (5): 709 717.3 j sannino e adsdiptionucsoiptbn of 2,4 d by hydroxy a lun in urn mon tnorilk)nite complexes j pestic sci , 1997,51 (4):429 - 435.14 1陈淑祥，袁健钙基膨润土钠化改型新方法研究ij 非金属矿,1999,22(1):8 9.5王 重，谢士光，陈德芳

18、，等，有机膨润土的合成及应 用综述jj.辽宁化工,2000,29(1):89 - 9016 j wolf t a. adsoiptbn of oianic pollutants on montnoril2 bnitc treated with amines j clays and ckiy m inc nils, 1985.33(4):301 - 31l7 j boyd s a. clay phen tacho iophenol soiptbn by oianic2 clays j . clays and clay m inerals, 1988,36 (8): 724 - 733.i 8 1

19、奚旦立，孙裕生,刘秀英.环境监测m .北京:高等教 育出版社，2004.(上接第642页)2 3坚持学术自由原则，协调学术权力(自治性行 政权力)与学术权利要求将学术权力建立在学 术权利的基础之上，大学学术管理的中心是维护学术权利。如果说学术 权利是目的，那么学术权力是手段。学术权力要祀 学术权利作为自身的边界，充分尊重学术权利。学 术权利的实现需要一种相对轻松的环境，使学术人 员能超越现实的压力而冷静、自由的思考问题。学 术权力必须尊重学术权利的这一特性，而且，学术核 力还必须树立管理就是服务”的思想，为学术权利 的实现提供物质、制度等全方位的保障，摆正学术权 利和学术权力的位置。学术权力作为一种口治性行 政权力，只有在与学术权利不形成冲突的前提下，才 具有合法性，也才能产生积极的效果。总而言之，从治理制度设计的视角来看，冃前夕i 部治理亟需政