改性膨潤(rùn)土顆粒制備及對(duì)微污染水中UV254和NH4-N的去除研究.pdf

1、隨著城市化的進(jìn)程和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，目前我國(guó)許多重要流域的水源水受到了不同程度的污染，水源污染問(wèn)題日益突出。微污染水的污染物種類繁多，但主要以有機(jī)物和氨氮污染物為主，給水廠的常規(guī)工藝對(duì)有機(jī)物和氨氮一般難以進(jìn)行有效去除，因此為有效解決水源微污染問(wèn)題，保障人民飲用水安全，迫切需要尋找一些經(jīng)濟(jì)高效的水處理方法。
　　在國(guó)內(nèi)外研究中，改性膨潤(rùn)土具有良好的吸附性能，能夠有效處理微污染水和污廢水，但由于粉末狀的改性膨潤(rùn)土在水處理時(shí)難以固液分離，處

2、理成本較高，影響了其在水處理中的實(shí)際應(yīng)用，因此將膨潤(rùn)土制備成一種便于回收重復(fù)利用的顆粒狀膨潤(rùn)土就有了現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題選取鈉基膨潤(rùn)土為原材料，AlCl3·6H2O作為改性劑，采用微波加熱制備得到微波強(qiáng)化Al改性膨潤(rùn)土(以下簡(jiǎn)稱M-Al-Bt)，采用聚乙烯醇(PVA)為粘結(jié)劑和不同造孔劑（碳酸氫鈉、海藻酸鈉、卡拉膠、淀粉）對(duì)M-Al-Bt進(jìn)行擠壓造粒，制備得到不同改性膨潤(rùn)土顆粒（以下簡(jiǎn)稱MBG1、MBG2、MBG3、MBG4）。

3、以UV254和NH4-N的去除效果為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)制備MBG，對(duì)不同MBG的制備工藝條件進(jìn)行分析;通過(guò)SEM、EDS、XRD、FT-IR、BET和BJH等方法對(duì)MBG的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，探討MBG的制備機(jī)理;考察不同反應(yīng)條件下，MBG對(duì)微污染水中的UV254和NH4-N的去除效果，探討MBG的去除機(jī)理;考察NaOH溶液對(duì)MBG的再生效果。
　　MBG制備實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，M-Al-Bt的最佳制備工藝條件為Q=260W

4、，L/S=1ml/g，T=6min，Al=12mmol/10g;不同膨潤(rùn)土顆粒的最佳制備工藝條件為，MBG1:PVA=10％，NaHCO3=5％，包埋量=10;MBG2∶PVA=11％，SA=3％，包埋量=9.5;MBG3∶PVA=11％，卡拉膠=1％，包埋量=10;MBG4∶PVA=11％，淀粉=6％，包埋量=9;與MBG2、MBG3和MBG4相比，MBG1顆粒成型效果更好。
　　MBG表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由膨潤(rùn)土原土制備的顆粒(

5、以下簡(jiǎn)稱NBG)相比，MBG1的表面和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)明顯改善，吸附性能明顯提高;MBG1的比表面積與NBG相比，增大了約13倍，MBG1的比表面積為32.9452m2/g;MBG1的平均孔徑與NBG相比明顯減小，孔容增大約12倍;MBG1的層間距與NBG相比，由1.25nm增大至1.57nm。
　　MBG去除實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與NBG、MBG2、MBG3和MBG4相比，MBG1對(duì)初始濃度20mg/L腐殖酸、5mg/L氨氮的微污染水去除效

6、果最好;靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中，在MBG1投加量3g/L，反應(yīng)時(shí)間20min，pH=7.0的條件下，MBG1對(duì)微污染水中UV254和NH4-N的去除率最高達(dá)到98.54％和20.56％;采用1.5mol/L的NaOH溶液對(duì)吸附飽和的MBG1可有效循環(huán)再生3次，再生后MBG1對(duì)UV254去除率均在70％以上（無(wú)添加新MBG1），為提高水處理效果，再生后可適當(dāng)添加新的MBG1;動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中，與NBG濾柱相比，MBG1濾柱去除初始濃度20mg/L腐