高錳酸鈉-柱撐膨潤土對水中污染物的去除性能研究.pdf

1、水環(huán)境污染是當今人類面臨最大的危害之一。為了控制水污染，國內(nèi)外環(huán)保工作者做了大量研究工作，涌現(xiàn)出了許多的技術(shù)和方法，但一些治理技術(shù)存在處理不徹底或處理成本偏高等缺點。本文針對上述情況，提出以高錳酸鈉為氧化劑和以柱撐膨潤土為吸附劑的廢水處理方法。系統(tǒng)研究了其去除水中污染物的性能。主要研究內(nèi)容和取得的成果如下： 研究了高錳酸鈉預(yù)氧化助凝和對有機物的去除作用，結(jié)果表明：高錳酸鈉預(yù)氧化具有明顯的助凝作用，其最佳投加量為2mg.L-1，

2、沉淀后水的濁度下降76％左右；原水的水質(zhì)、溫度、pH值對高錳酸鈉預(yù)氧化助凝效果影響較小。高錳酸鈉對水中微量有機物具有明顯的去除作用，當其投加量在4mg.L-1時，以CODMn代表的有機物去除率達75％～85％左右，以UV254吸光度代表的有機物去除率達25％～36％左右。 實驗研究了高錳酸鈉對水中苯酚、苯胺的去除效果，測定了其氧化苯酚、苯胺的動力學。結(jié)果表明：高錳酸鈉對水中的苯酚、苯胺具有良好的去除效果，當高錳酸鈉的濃度為30

3、mg.L-1時，苯酚的去除率可以達到95.38％；苯胺的去除率可以達到92.12％；高錳酸鈉氧化苯酚的表觀動力學方程為：r=-dCA/dt=0.599CACB1/2氧化苯胺的表觀動力學方程為：r=dCA/dt=0.453CACB1/2高錳酸鈉氧化水中的苯酚、苯胺反應(yīng)的表觀活化能分別為19.944kJ.mol-1和19.136kJ.mol-1。 在[OH-]/[Al3+]=2.4的反應(yīng)條件下，利用Al3+與堿液反應(yīng)制備出聚合羥基

4、Al離子，并由此和溴化十六烷基三甲胺制備出了無機、有機和無機-有機柱撐膨潤土,XRD-衍射數(shù)據(jù)表明，經(jīng)柱撐后的膨潤土層間距明顯增大，達1.9nm以上，差熱、熱重分析和紅外光譜分析也表明，鈉基膨潤土經(jīng)柱撐后，柱化劑進入了膨潤土層間。 研究了無機、有機和無機-有機柱撐膨潤土對苯酚、對硝基苯酚、苯胺、硝基苯等四種有機物的去除性能，結(jié)果表明：三種柱撐膨潤土對有機物的去除效果明顯高于膨潤土原土，當投土量為0.2g時，對苯酚的吸附去除率分

5、別達到81.03％、95.41％和85.11％；對對硝基苯酚的吸附去除率分別為86.18％、97.26％、90.81％；對苯胺的吸附去除率分別為86.77％、96.38％、92.51％；對硝基苯吸附去除率分別為81.13％、98.73％、88.38％。 三種柱撐膨潤土對苯酚等四種有機物的吸附在60min達到平衡。溶液pH值、溫度對苯酚等四種有機物的去除率有一定的影響，但影響程度較小。 經(jīng)柱撐處理的膨潤土吸附苯酚等四種

6、有機物的速率和吸附量均大于鈉基土，其吸附動力學行為均遵循Bangham方程和Langmuir方程所描述的規(guī)律。平衡吸附量qe與平衡濃度pe之間的關(guān)系符合Freundlich和Langmuir等溫吸附方程。其吸附均為放熱過程，吸附熱值在-20kJ.mol-1～-33kJ.mol-1范圍。 以Sol-Gel法制備TiO2溶膠和釔摻雜TiO2溶膠為柱化劑，制備出了TiO2柱撐膨潤土和釔摻雜TiO2柱撐膨潤土；X射線衍射分析表明，經(jīng)柱

7、撐后的膨潤土層間距明顯增大，達1.9nm以上，經(jīng)500℃煅燒后其層間距穩(wěn)定在1.8nm以上，差熱、熱重分析和紅外光譜分析也表明，經(jīng)柱撐后，柱化劑進入了膨潤土層間。 研究了四種TiO2柱撐膨潤土對甲基橙、副品紅、茜素紅、茜素黃等染料的去除性能，結(jié)果表明：均有很好的吸附去除效果。當投土量為0.1g時，甲基橙在Ti-PBt、Ti-PBt500、Y-Ti-PBt和Y-Ti-PBt500上的吸附去除率分別達到98.47％、96.31％、

8、99.07％和97.17％；副品紅的吸附去除率分別為98.78％、94.03％、99.24％、96.58％；茜素紅的吸附去除率分別為90.88％、86.27％、92.64％、88.39％；茜素黃的吸附去除率分別為99.56％、98.13％、99.78％、99.02％。 四種TiO2柱撐膨潤土對甲基橙等四種染料的吸附在60min達到平衡。溫度和溶液pH值對甲基橙等四種染料的去除有一定的影響。 四種TiO2柱撐膨潤土吸附