膨润土对印染废水的吸附研究

膨润土对印染废水的吸附性能研究时间：2011-10-296:19:42|来源：中国印染化学品网|浏览次数：62信息摘要：膨润土对印染废水的吸附性能研究周江(内蒙古科技大学环境工程系,内蒙古包头014010)摘要:利用膨润土对印染废水进行了处理,考察了PH值、膨润土用量、混凝剂等因素的影响,探索最佳工艺条件。我们利用廉价易得的天然膨润土对以硫化染料为主的印染废水进行处理,取得了较好的效果,实验结果表明,膨润土处理印染废水的主要机理是吸附作用,此法具有处理效果好、简单、易再生、投资少等特点。色度测定法:原子吸收分光光度法。膨润土对印染废水的吸附性能研究周江(内蒙古科技大学环境工程系,内蒙古包头014010)摘要:利用膨润土对印染废水进行了处理,考察了PH值、膨润土用量、混凝剂等因素的影响,探索最佳工艺条件。实验结果表明:膨润土对以硫化染料为主的印染废水有较好的处理能力,脱色率通常可达90%以上,膨润土是通过吸附机理对印染废水处理的,并具有操作简单、周期适中、易再生、投资少等优点。关键词:膨润土;印染废水;吸附性能印染废水因其水量大、有机污染物含量高、色度深、水质变化快而成为难处理的工业废水之一。目前,国内外的印染废水处理手段以生化法为主,但由于近年来化纤织物的发展和织物后整理技术的进步,使印染废水含有大量难以降解的有机物,生物处理效果变差。因而,探求高效、低耗投资省的印染废水处理新技术已成为研究热点。膨润土是一种新型废水处理剂,国外将膨润土广泛用于处理造纸厂、纺织厂、电镀厂的废水,以及各种含氟、氰等毒性废水。我们利用廉价易得的天然膨润土对以硫化染料为主的印染废水进行处理,取得了较好的效果,实验结果表明,膨润土处理印染废水的主要机理是吸附作用,此法具有处理效果好、简单、易再生、投资少等特点。1实验部分1.1废水水质该废水取自包头市某印染公司,直接来自生产车间的非总排水,浓度高,主要以硫化染料为主,废水具有刺激性气味,色呈深棕色、PH值大于10。1.2膨润土成分本实验使用的膨润土为某企业生产的钙基膨润土粉,颜色为浅黄色,蒙脱石含量63%,主要化学成分为SiO262.2%,Al2O320.6%,Fe2O32.82%,CaO2.2%,MgO3.42%,Na2O0.22%,K2O0.52%。1.3仪器与试剂JJ-1型定时电动搅拌器,721分光光度计,硫酸铝钾(分析纯),三氯化铁(分析纯)。1.4印染废水的吸附处理方法在100毫升的小烧杯中,加入50毫升印染废水和一定量的膨润土,搅拌一段时间、静止沉淀后,测定过滤液的吸光值,计算出脱色率。色度测定法:原子吸收分光光度法。2结果与讨论2.1膨润土用量的影响向盛有50毫升的印染废水的100毫升烧杯中加入不等量的膨润土,搅拌15分钟后沉淀过滤,测得数据见图1和表1。图1和表1表明,膨润土用量对废水处理效果有较大影响,用量越多,脱色率越高,当膨润土用量大于2.5克时,变化较为平缓。因此,在以后的实验中投加量保持在2.5克左右。2.2PH值的影响向标有1,2,3,4的4组100毫升中各加入50毫升印染废水,调节PH值为4,6,8,10左右,加入膨润土2.5克,用电动搅拌器搅拌15分钟,沉淀30分钟,测得数据见图2和表2。由图2和表2可以看出,PH值越低,色度去除率越高,溶液的PH值对染料溶液的脱色影响较大。这是由于印染废水的主要成分以硫化染料为主,废水的初始PH值在10以上,随着PH值的降低,酸碱发生中和,从而色度去除率较高。这也说明,在处理印染废水的过程中,针对不同成分的染料废水,应适当调节PH值,这不仅有利于去除染料废水中的有害物质,对于后续处理也很有利。2.3不同混凝剂与膨润土联合使用的效果比较为了进一步提高废水的色度去除率,同时使吸附后的膨润土尽快沉淀下来,分别实验了三氯化铁、硫酸铝钾作为混凝剂与膨润土联合处理废水。实验方法是:向盛有50毫升废水的容量为100毫升的烧杯中,分别投入不等量的膨润土,在搅拌过程中各加入1毫升上述各混凝剂,搅拌15分钟后,测得数据见表3。从表3中可以看出,混凝剂硫酸铝钾与膨润土联合处理的效果要好于三氯化铁,说明硫酸铝钾的絮凝效果要好于三氯化铁。但是,膨润土单独使用时相比,色度去除效果并没有明显的提高,因此,三氯化铁和硫酸铝钾不适合与膨润土联合使用。2.4膨润土的吸附能力与污泥处理2.4.1吸附机理膨润土是一种含水的层状铝硅酸盐矿物,由两个硅氧四面体中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成,属于2:1型的三层黏土矿物。晶层表面都是氧原子,没有氢氧原子组,晶层间没有氢键结合力,只有松弛的联系;晶层间距离为0.96~2.14纳米,水分子或其它交换性阳离子可以进入层间。此外,在黏土矿物形成过程中,常常发生同晶替代作用,在膨润土的四面体中有不大于1/15的Si4+被Al3+所置换,八面体中有1/36~1/6的Al3+被Mg2+置换,造成晶层间产生永久性负电荷,此负电荷由处于层状结构外部的K+、Na+等来平衡。膨润土具有很大的表面积,它不仅有很大的外表面,而且具有巨大的内表面,巨大的表面积伴随产生巨大的表面能,使其具有较大的吸附能力。这些特征决定了膨润土具有较高的阳离子交换容量及良好的吸附性能。2.4.2污泥处理虽然天然膨润土很廉价,但容易造成二次污染,因而再生处理非常必要。实验中产生的膨润土污泥的颜色同废水的颜色基本相同,这表明染料分子主要是被吸附剂吸附而去除,因而,污泥中含有大量的染料。为防止污泥的二次污染,实验产生的污泥经重力浓缩后与普通的化工原料配比制浆、常温成型、脱模后常温陈化制得建材产品。例如:将它们掺入砖坯在窑中焚烧可以将热量回收,减少烧砖用煤,降低砖的成本,并且增大了砖的结构强度,达到了废物回收利用的目的。这样,一方面减少了污染,另一方面为治理厂家增加了经济效益。2.5工艺流程综合以上各实验条件可得出膨润土吸附印染废水的最佳工艺流程。首先向印染废水集中池中通入酸性气体(例如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等),使其与碱性的废水相遇,发生中和反应。即:然后将中和废液泵入吸附池中,经两次吸附后,即可排入污水管道中。3结论3.1膨润土的吸附机理膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物,蒙脱石在水溶液中发生电离,结构单元层间带负电荷,结构单元层边缘带正电荷。膨润土晶粒细小,具有较大的外表面积,同时在可溶剂作用下,层间剥离成更薄的单晶片,使它又具有较大的内表面积。因此,膨润土对印染废水的吸附是物理吸附、静电吸附和化学吸附多种作用的结果。3.2膨润土吸附印染废水的最适条件经上述实验可知,影响膨润土吸附印染废水的因素主要是膨润土用量、PH和稀释程度。膨润土的最佳投加量为50克/升,PH值调节至7左右,这对于废水的后续处理和排放有利,虽然PH值越低,去除效果越好,但PH值过低则不能直接排放,易造成污染,因此,PH值在7左右,搅拌时间为15分钟,膨润土吸附效果达到最佳状态,印染废水的色度去除率达到90%以上。3.3方法优缺点探讨用中和———吸附法处理印染废水效果明显,去除率90%以上,膨润土的价格低廉,储量丰富,所投资成本低。缺点是滤渣的后续处理较为困难,容易造成二次污染。此外,由于膨润土粒度小,容易流失,因而有必要进一步研究膨润土的成型工艺,寻求高强度的膨润土吸附剂。参考文献:[1]金辉等.膨润土对汞的吸附性能研究[J].水处理技术,1999,(25)8.[2]叶斌等.对印染废水的吸滤———焚烧处理研究[J].环境工程,1997,(15)8.[3]朱利中等.有机膨润土在废水处理中的应用及其进展[J].环境科学进展1999,(6)6.[4]卢建杭等.印染废水混凝脱色与染料结构及混凝剂种类间的关系[J].工业水处理,1999,(19)7.(责任编辑：郭晓勇)