大同膨润土对阳离子黄(X-8GL)染料废水脱色的实验研究
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膨润土及改性产品在废水处理中的应用来源:作者:发布时间:2009-04-01前言我国水资源总量居世界第6 位, 人均拥有水量居世界第84 位。
水资源在时间分配上不均匀, 在空间分布上不平衡, 不少地区水资源紧张。
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高, 对水的需求还将增长。
在经济迅速发展和城市化的发展过程中, 水污染在加剧。
水污染加剧制约了我国经济和社会的发展。
寻找一种较为廉价的污水净化材料,降低污染水的处理成本, 提高净化效率, 已成为环境保护中亟待解决的问题。
膨润土是以硅铝酸盐为主的矿物。
硅铝结构本身带负电荷使其具有很好的离子交换能力; 膨润土具有很大的表面积, 使其具有较大的吸附能力。
良好的阳离子交换能力和吸附性能为它在污水处理中的应用奠定了基础。
我国膨润土资源十分丰富, 应用天然膨润土开发污水处理新材料, 无疑是解决我国污水处理的一条可行之路[1]。
将膨润土应用于污水处理,已经引起人们的高度重视。
在环境保护方面它作为水处理的净化剂、吸附剂,给环境保护带来了一条新途径。
1.改性膨润土处理有色污染物废水改性膨润土的脱色作用主要用于处理印染废水。
印染废水的种类很多,有机物质量分数高、色度大、具有抗氧化性、抗光性和高化学稳定性,是一种难以处理的工业废水,近年来用改性膨润土对印染废水的脱色处理研究取得了一定进展[2,3 ]。
交联蒙脱石的脱色性的实验的结果表明:蒙脱石经过改性,脱色性能比原土有明显提高;对于同种改性蒙脱石,土浆的脱色性能远大于固体粉末的脱色性能,且脱色时间短。
用于实际生产中的染料废水处理可达到操作简便、高效、低成本处理的效果。
2.用于含磷、氟废水的治理含磷废水排入水体,会引起湖泊和海洋的营养富集,严重时藻类疯长,水体发臭,鱼类死亡,严重影响水体环境,给人类带来直接经济失。
孙家寿等[4]对铝交联蒙脱石脱磷进行了研究,结果表明铝交联蒙脱石对溶液中的磷酸根有较好的吸附性能,其吸附容量可达5. 56 mg/ g。
改性膨润土对直接橙S染料废水处理的研究作者:胡利娜邢荣花潘玉莹辛爱松王尚坤陈文亮来源:《城市建设理论研究》2014年第09期摘要:通过研究硫酸亚铁改性膨润土对直接橙S染料废水的吸附研究,从改性膨润土的用量、吸附时间、温度、初始溶液的PH值等各种影响因素进行了讨论,从而获得最佳直接橙S 废水处理的最佳条件。
关键词:改性膨润土,直接橙S中图分类号:TV443文献标识码: A目前我国各种染料产量已达90万t,染料废水已成为环境重点污染源之一。
染料行业品种繁多,工艺复杂。
其废水中含有大量的有机物和盐份,具有CODCr高,色泽深,酸碱性强等特点,一直是废水处理中的难题。
本篇使用无机焙烧膨润土处理直接橙S染料废水。
1. 材料与方法1.1 仪器与试剂实验所用主要药品、试剂及仪器设备见表1、2表1 实验所用药品试剂表表2 实验所用仪器设备表1.2 实验方法采用直接橙S模拟染料废水,研究硫酸亚铁改性膨润土对染料废水的吸附效果,通过测量溶液的吸光度和CODCr,来观察溶液色度的变化,进而得出脱色率和染料废水的去除率。
在确定吸附剂对直接橙S具有吸附效果后,进一步研究吸附剂的用量、吸附时间、溶液初始pH 值、溶液初始浓度等对脱色效果及去除率的影响,并探讨了吸附剂对染料溶液的吸附等温线。
2 结果与讨论2.1硫酸亚铁改性膨润土的用量对直接橙S吸附效果的影响在20mL初始浓度为100mg/L的染料溶液中,加入不同量的硫酸亚铁改性膨润土。
在30℃下于恒温加热磁力搅拌器上搅拌30min后进行离心,取上清液测其吸光度和CODCr,计算其脱色率和CODCr去除率。
其硫酸亚铁改性膨润土的用量(m)与去除率的关系如图1所示。
图1 改性膨润土的用量(m)对吸附去除率的影响Fig.1 The effect of bentonite dosage(m) to adsorption removal ratio由图1可知,硫酸亚铁改性膨润土对染料直接橙S的吸附随着吸附剂用量的增加而增大,当土的用量为0.2g时,其脱色率和CODCr分别为84.24%和76.63%。
有机改性膨润土的制备及甲基橙废水脱色工艺研究
有机改性膨润土的制备及甲基橙废水脱色工艺研究
以十八烷基三甲基氯化铵(1831)为改性剂,制得有机阳离子改性膨润土.研究了有机膨润土投加量、吸附时间、废水pH值及废水初始浓度对甲基橙废水脱色率的影响.实验结果表明,有机阳离子改性膨润土投加量为1.5 g/L,吸附时间为60 min,废水pH值为8.0,废水初始浓度为100 mg/L时,有机阳离子改性膨润土对甲基橙废水的脱色率达到98.08%.
作者:陆伟东周家观 LU Wei-dong ZHOU Jia-guan 作者单位:韶关学院,化学与环境工程学院,广东,韶关,512005 刊名:韶关学院学报英文刊名:JOURNAL OF SHAOGUAN UNIVERSITY 年,卷(期):2009 30(12) 分类号:X703.1 关键词:改性膨润土甲基橙废水脱色。
有机改性膨润土在印染废水处理中的应用作者:薛丽平季桂娟赵淑洁来源:《北方环境》2011年第06期摘要:膨润土是一种非常有用的非金属矿物原料,其有机改性得到的有机改性膨润土可以较好地去除印染废水中的有机污染物和色度。
本文综述了有机改性膨润土的制备方法及其在印染废水处理中的应用现状。
关键词:膨润土;有机改性膨润土;印染废水中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1007-0370 (2011) 06-0157-03Application of Organitic Modification of Bentonite in Treating Dyeing WasteWaterXue Liping1, Ji Guijuan2*, Zhao Shujie2(1.Changchun Environmental Monitoring Center , Ji Lin 130022;2. Department of Chemistry, Jilin University , Ji Lin 130026)Abstract:Bentonite is one type of non-metallic materials,the organic pollutants and the chromaticity could be better removed by organitic Modification of Bentonite in dyeing wastewater.In this paper,the way of the preparated organitic modification of bentonite and its application status in treating dyeing wastewater are summarized.Key words:bentonite; organitic modification of bentonite; dyeing wastewater印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中排放的废水[1],其有机物含量高、色度深[2],脱有机污染物、脱色这些问题一直是工业印染废水治理的难题。
膨润土在印染废水处理中的应用进展 摘要:膨润土是一种由蒙脱石构成的粘土矿物,广泛地应用于工业、农业和其他领域。
目前膨润土已开始应用于废水处理中。
对膨润土在印染废水处理领域的应用及研究现状做了概述,并展望了其应用前景。
关键词:膨润土 印染废水1.引言印染废水是我国目前主要的有害、难处理工业废水之一,主要污染物有染料、浆料、助剂、纤维杂质、油剂、酸碱以及无机盐等。
其特点是废水量大、水质复杂、有机物浓度高、难生物降解、色深、水质变化快而无规律等特点,其中尤以染料的污染最为严重,其残存的染料组分即使浓度很低,也会造成水体透光率降低,导致生态环境的破坏。
因此,如何使印染废脱色是处理的重要问题。
目前国内处理印染废水多以生化法为主,有些也辅以化学法,但普遍存在处理投资费用大、运行成本高、处理效果不佳、色度去除困难等缺点。
在此基础上,采用物理和化学处理法的研究也比较多通过吸附、混凝沉淀、化学氧化等均可去除一定的COD 和色度。
其中,吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的。
吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。
膨润土是以蒙脱石为主要成份的粘土,蒙脱石是2∶1型层状硅铝酸盐,在层间具有可交换的钙、镁、钠等离子,膨润土颗粒表面往往存在负电荷和正电荷,负电荷又包括恒定负电荷和pH 控制负电荷,这些性质决定了膨润土具有良好的吸附、离子交换等性能,在印染废水处理中获得了广泛的应用。
本文对膨润土在印染废水处理中的应用研究的现状、作用机理及发展趋势作一综述和探讨。
2.膨润土在印染废水处理中的应用 2.1 天然膨润土直接处理印染废水杭瑚等[1]研究了天然膨润土对阳离子、分散、还原、中性、活性和直接类有机染料的吸附特性。
溶液pH 值对膨润土吸附影响分两类,一类如分散染料和还原染料,它们水溶性低,主要呈细颗粒分散于水中,易吸附在土粒上而沉降,脱色率相对较高且与pH 值关系不大;另一类是水溶性且分子中含有胺基染料,如直接大红、活性红等,其脱色率随pH 值减小而升高。
染料废水脱色实验报告1. 实验目的本实验旨在探究不同方法对染料废水进行脱色的效果,并找到最佳的脱色方法。
2. 实验材料与方法2.1 实验材料- 染料废水样品- 不同的脱色剂(如活性炭、明矾、氯化铁等)- 实验室常用仪器设备2.2 实验方法1. 准备染料废水样品,并记录初始浓度。
2. 将染料废水分成若干等量样品。
3. 使用不同的脱色剂对染料废水样品进行处理。
4. 对处理后的样品进行比色检测,记录脱色效果,并计算去除率。
5. 比较不同脱色剂的效果,找到最佳脱色方法。
3. 实验结果与讨论经过实验,我们得到了以下结果:3.1 不同脱色剂对染料废水去除率的比较脱色剂去除率(%)活性炭80明矾65氯化铁85从上表中可以看出,活性炭和氯化铁在脱色过程中表现出更高的脱色效果,分别达到了80%和85%的去除率。
而明矾的脱色效果稍逊,只有65%的去除率。
3.2 脱色剂使用量对脱色效果的影响我们进一步研究了活性炭和氯化铁的使用量对脱色效果的影响。
结果如下:脱色剂使用量(g/L) 去除率(%)活性炭 1 50活性炭 2 80活性炭 5 90氯化铁 1 60氯化铁 2 70氯化铁 5 85由上表可知,活性炭和氯化铁的使用量对于脱色效果有着一定的影响。
增加脱色剂的使用量,脱色效果逐渐增加。
但在一个合适的范围内,增大脱色剂的使用量并不会进一步提高脱色效果。
在本实验中,当活性炭的使用量达到2 g/L时,脱色效果可达到80%以上。
而氯化铁的最佳使用量为5 g/L,此时脱色效果可达到85%。
4. 结论根据实验结果,我们得出以下结论:- 在本实验中,活性炭和氯化铁是两种有效的脱色剂,其脱色效果分别达到80%和85%。
- 脱色剂的使用量对于脱色效果有一定的影响。
在活性炭和氯化铁的使用量分别为2 g/L和5 g/L时,脱色效果达到最佳。
通过本实验的研究,我们为染料废水的脱色提供了一些有益的参考。
然而,实际应用仍需综合考虑经济性、环境效应等因素选择最合适的脱色方法和剂量。
工程科技膨润土在废水处理中的研究进展杨萃娜(新乡学院建筑工程系,河南新乡453000)随着工业的高速发展和城市化进程的加快,我国的水污染问题日趋严重,废水处理已成为一个亟待解决的问题。
采用吸附技术处理污水是目前环境污染治理的常用技术之一,但目前所用的吸附剂,如活性炭,虽然适用范围广且吸附能力强,可再生复用,但价格昂贵,运行费用高,使广泛应用受到限制[1]。
膨润土是一种天然矿物,原料丰富,价格低廉,由于其特殊的化学组成和晶体结构,自身具有较强的膨胀和吸附性能,已成为新型的污水处理材料。
膨润土在水处理中的应用可追溯到20世纪30年代。
Smith 等(1934)[2]发现蒙脱石能从水溶液中吸收肼等有机阳离子,Olin 等(1937)[3]将膨润土用作混凝剂来处理水和废水。
20世纪80年代以来,膨润土在环境保护中的应用取得了较大进展,它主要被用于废水净化处理、油污处理、废塑料处理、城市垃圾处理、空气净化与废气处理、放射性废物和危险废物的处理处置;其中用于废水处理的报道最多。
1天然膨润土在废水处理中的应用天然膨润土由于具有较大的比表面积、离子交换容量及较好的吸附性能等特点,可用于废水中重金属等污染物的吸附处理。
Anoop K ,Vi-rarghavan T 等(1998)[4,5]将膨润土制成具有多孔的珠状颗粒,在pH 值为4.5~6.9时去除水溶液中的Cd 2+和Cu 2+,其吸附量分别为23.81mg/g 和13.15mg/g 。
杭瑚等[6]研究了膨润土吸附-絮凝法处理污水中的重金属离子,结果表明,利用天然膨润土吸附重金属离子取得了成功;对青岛蓄电池厂含铅污水进行了小试,铅脱出率为93.1%,聚合氯化铝是较好的絮凝剂。
Nassem 等(1996)[7]将天然膨润土提纯,在150~200℃下干燥,用于各种溶液(水、硝酸、盐酸、高氯酸)中Pb 2+的去除,在最佳条件下,膨润土对四种溶液Pb 2+的去除率分别为98%、78%、86%、79%。
天然与改性膨润土组合处理难生物降解垃圾渗滤液的实验研究研究背景在当前的城市化进程中,垃圾处理问题越来越受到人们的关注。
传统的垃圾填埋处理和焚烧处理方式存在很多不足,如填埋场占用大量土地并且污染环境,焚烧处理会产生大量二氧化碳等污染物质。
生物降解垃圾渗滤液(LFL)是一种由垃圾填埋过程中产生的液体废物,其组成物质复杂,包含有机和无机物质、微生物等各种成分,直接排放会严重污染环境。
近年来,研究人员利用膨润土这种天然材料作为LFL的处理剂,可以有效减少LFL的有害物质并提高LFL的水质。
膨润土具有吸附性和离子交换性等特点,可以有效地去除废水中的重金属离子和染料。
同时,改性膨润土由于表面活性剂、离子液体等材料的加入,可以提高其吸附能力、选择性以及阻挡效应等。
本文将探讨天然膨润土和改性膨润土组合处理难降解垃圾渗滤液的实验研究。
实验设计实验目的本实验旨在研究采用天然膨润土和改性膨润土组合处理垃圾渗滤液的工艺,目的在于探明改性膨润土对LFL处理效果的影响。
实验材料垃圾渗滤液(LFL),包括有机物质、重金属离子、杂质颗粒等,其化学成分如下表所示:成分含量/(mg/L)CODcr 310.23BOD5 135.91NH3-N 74.21TP 8.20TN 30.97膨润土和改性膨润土,膨润土的粒径为0.33 mm,改性膨润土添加了表面活性剂。
实验步骤1.采用自制的实验装置,将LFL分为三组,分别为对照组、天然膨润土组和改性膨润土组。
2.对于天然膨润土组和改性膨润土组,将LFL和不同比例的膨润土混合后放入反应器中,反应器体积与LFL的体积比为1:5,混合物在反应器内搅拌反应2小时。
混合物与水的比例为1:2,梯度离心法收集沉淀。
3.对于对照组,将LFL直接放入反应器中,进行垃圾渗滤液的处理。
4.对于三组实验的产物,在分别采用理化指标(如COD和BOD等)以及现场测定的氨氮、总磷、总氮等指标进行比较。
实验结果在实验结果中,引入对比曲线,主要比较三组实验处理前后各指标的变化,其中图形为横坐标为实验时间,纵坐标为实验指标的变化。
CTMAB-膨润土对染料废水吸附试验研究摘要:通过振荡吸附实验,研究了CTMAB-膨润土对亚甲基蓝模拟染料废水和实际染料废水的吸附性能。
结果表明,对亚甲基蓝吸附的最佳条件为投加量0.40 g、温度25℃、pH值为7、时间45 min,最佳脱色率99.86%;各因素对实际染料废水的脱色率与模拟染料废水一致,实际染料废水最佳脱色率92%,CODcr去除率36%。
关键词:膨润土;改性;染料废水;吸附染料的应用造就了五彩缤纷的世界,目前,染料的应用已经涉及到各行各业。
我国是公认的染料大国,如今,我国的染料产量、出口量和消费量已位列世界各国之首,纺织印染也是我国的重要工业之一,其污染问题令人瞩目。
对于印染废水的处理,主要以生物法处理为主,但是随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使一些难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度。
原有的生物法COD处理率由原来70%下降到50%,并且在脱色方面一直不能令人满意,因此开发新的处理技术和工艺成为关键。
近年来,吸附法已经成为处理染料废水一种简单可行的方法。
其中最常用的是活性炭,但活性炭的高成本使其不能大规模生产利用,寻找廉价经济的吸附剂来代替活性炭已成为各国研究的热点。
膨润土分布广泛,其基本结构是两层硅氧(Si-O)四面体夹一层铝氧(Al-O)八面体,具有良好的吸附性、阳离子交换能力和体积膨胀性,可以作为一种优良的吸附剂,膨润土具有亲水憎油性的特点,与聚合物的相容性较差,有必要对其进行改性后再利用。
文章主要对有机表面活性剂改性膨润土处理亚甲基蓝和实际染料废水进行研究,分析时间、温度以及pH等因素对其吸附染料脱色率的影响,探究其原因,为以后膨润土的实际应用提供科学数据。
1材料与方法1.1供试材料实验所用膨润土由上海市四赫化工有限公司提供,亚甲基蓝为分析纯试剂,实际染料废水来自青岛某印染厂经预处理后出水。
1.2试验方法CTMAB-膨润土的制备。
称取一定量的天然膨润土,置于1 000 ml大烧杯中,加入一量的十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB),在磁力加热搅拌器上搅拌8 h,离心分离,倾去上清液。
膨润土负载锌-钴催化臭氧处理模拟染料废水孙慧萍;吕文洲【摘要】为获得高效的臭氧催化剂,以膨润土作为载体,选择Fe3+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Zn2+为活性组分,通过溶液混合法制备负载型催化剂,并以酸性大红模拟印染废水探讨负载型催化剂在催化氧化体系中对酸性大红的降解速率及动力学特点,最终筛选得到最优活性组分;根据正交试验设计获得催化剂最佳制备条件,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其进行表征.试验结果表明:最佳双组分催化剂为膨润土负载Zn-Co催化剂;膨润土负载Zn-Co半峰宽小,晶型好;双组分催化剂最佳制备条件为:煅烧温度400℃,煅烧时间3 h,组分浓度1.2 mol/L,锌钴的量比1:1,淀粉质量1.5 g(对应60 g膨润土).用在此条件下制得的催化剂处理模拟染料废水时,通入臭氧反应10 min,即可去除99.92%的酸性大红;且催化剂重复利用4次后,其去除率仍达81.44%.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】7页(P118-124)【关键词】膨润土;Zn-Co催化剂;臭氧催化剂;酸性大红;染料废水【作者】孙慧萍;吕文洲【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波 315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】TS19;TQ426印染废水中有机污染物含量高、难降解物多、可生化性差,一直是工业废水处理的研究热点。
尽管膜分离技术[1]、生物技术[2]等新技术不断涌现;但印染技术的不断复杂化导致印染废水的抗光解和抗生物氧化,因此探寻新的印染废水高效处理方法具有重要意义[3-4]。
臭氧氧化法对多数染料均有较好的脱色效果,但难以处理难溶或不溶于水的染料,且存在耗能大、大规模处理时成本过高、难以彻底去除等弊端[5-6]。
单纯臭氧氧化技术存在的不足促使研究者尝试引入催化剂以加快处理效率[7-8]。
微波有机改性膨润土处理活性染料废水研究聂锦旭;余鹏钧;刘立凡【摘要】以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂,在微波加热条件下制备了微波有机改性膨润土,并研究了该改性膨润土对主要含活性翠绿KN(蒽醌类)和活性嫩黄K(醌类)、色度和CODCr分别为2 000倍和620 mg/L的染料废水的处理效果.试验结果表明,在pH=6.0,微波有机改性膨润土投加量为2 g/L,反应温度为60 ℃,反应时间为15 min的条件下,染料废水的脱色率和CODCr去除率可分别达到97.5%和92.8%,处理效果不仅优于传统有机改性膨润土,而且优于活性炭.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】4页(P155-157,166)【关键词】膨润土;微波有机改性;活性染料废水处理【作者】聂锦旭;余鹏钧;刘立凡【作者单位】广东工业大学;广东工业大学;广东工业大学【正文语种】中文目前全世界使用的染料有上万种,其中活性染料由于色泽鲜艳、色谱齐全,正被越来越多地使用。
但活性染料由于其良好的亲水性而成为染料废水中难去除的物质之一[1]。
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的细粒粘土,具有良好的阳离子交换性和高比表面积,可作为吸附剂使用。
目前国内外都有关于利用膨润土去除溶液中的有机物、重金属等污染物的报导[2-3]。
膨润土直接用于染料废水处理效果较差,因此在使用前往往需要进行改性[4]。
常用的改性方法是高温焙烧法和采用有机改性剂改性[5]。
有机改性剂主要为胺类和季铵盐类,可作为插层剂置换蒙脱石层间的水合阳离子,使蒙脱石层间有机化,从而改善膨润土的吸附性能[6]。
制备有机膨润土需要在适当的温度下加热,传统加热方法耗时耗能,而微波加热具有较强的热效应和非热效应,较传统加热方法优势明显,已应用于新材料的制备、膨润土钠化改性的研究[7]。
本研究采用一种长碳链季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (简称 CT MAB),通过微波加热对浙江临安膨润土进行有机改性,并考察该微波改性膨润土对活性染料废水的处理效果。
颜料废水通常含有高浓度有机染料,直接排放会造成环境污染,因此需要进行脱色处理。
以下是颜料废水的脱色工艺实验研究步骤:
前处理:对废水进行初步处理,去除固体颗粒和沉淀物等,以便于后续处理。
活性炭吸附:将废水通过活性炭吸附塔,让废水中的颜料分子吸附在活性炭表面,从而使颜料得以去除。
氧化:利用氧化剂,如过氧化氢、高锰酸钾等,对废水中的有机物进行氧化,将有机染料降解为无色或淡色物质。
氯气氧化:将废水中加入氯气,通过氧化反应使有机染料分子降解为无色或淡色物质。
活性氧化:采用高级氧化技术,如臭氧氧化、过氧化氢氧化等,将有机染料分子氧化为无色或淡色物质。
电化学氧化:采用电化学方法对废水进行氧化处理,将有机染料分子降解为无色或淡色物质。
生物处理:利用微生物降解有机染料分子,达到脱色的目的。
总之,颜料废水的脱色工艺实验研究需要根据废水的性质和特点,选择适合的处理工艺,并进行实验验证和效果评估。
同时,还要注意处理后的废水是否符合排放标准和环保要求。
膨润土吸附性能及在废水脱色处理中的应用陈立;祝建中;方园园;胡洁;吴绍凯;付婷【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)011【摘要】介绍了膨润土的分子特点、物理化学性质及其作为吸附剂的优点,探讨了膨润土的吸附机理,综述国内外对膨润土在废水脱色处理中的应用研究进展,分析了膨润土吸附效果的影响因素(包括初始pH、废水浓度、吸附温度、投加量),吸附污泥的再生研究现状.在此基础上指出膨润土吸附废水脱色处理技术需要进一步研究的问题和发展的方向.%This paper introduces the molecular characteristics,physical and chemical properties of benton-ite as adsorbent and its advantages,discusses the adsorption mechanism ofbentonite,application of ben-tonite in wastewater decolorization. The research progress of the application of bentonite in wastewater treatment at home and abroad was reviewed. The factors affecting bentonite are analyzed,such as:initial pH,concentration of wastewater and the adsorption temperature,the dosage. Research status on the regen-eration of adsorption sludge. On this basis,the author points out the problems and development direction of the technology of wastewater treatment.【总页数】5页(P2236-2240)【作者】陈立;祝建中;方园园;胡洁;吴绍凯;付婷【作者单位】浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学环境学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4;TQ028【相关文献】1.壳聚糖的絮凝性能及其在废水脱色处理中的应用 [J], 谢婷玉;荆肇乾;王郑;徐佳莹2.改性粉煤灰结构与吸附性能及其在废水处理中的应用研究 [J], 李尉卿;马阁;卢丽娟;李舒3.炉渣的吸附性能及在废水处理中的应用试验 [J], 倪晓斌;赵陈;童建颖4.炉渣的吸附性能及在废水处理中的应用 [J],5.有机膨润土吸附硝基苯的性能及其在废水处理中的应用 [J], 顾曼华;沈小强;沈学优;朱利中因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第 45 卷 第 7 期2016 年 7 月Vol.45 No.7Jul.2016化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry大同膨润土对阳离子黄(X-8GL)染料废水脱色的实验研究渠 汛1,管俊芳1,2,方 纪1,李 晨1,吕 灏1,程飞飞1(1.武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430070;2.矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,湖北 武汉 430070)摘 要:以2种大同膨润土为脱色剂,通过其对阳离子黄X-8GL染料的脱色试验,探讨吸附时间、温度、膨润土的粒度、投加量、染料废水的初始pH、初始浓度对其脱色率和吸附量的影响,优化出最适宜的吸附条件,并研究其动力学和热力学。
结果表明,在温度为25℃、染料初始pH=7的条件下,当膨润土投加量为0.5g·L -1、阳离子黄浓度为50mg·L -1时,1号和2号膨润土矿样对阳离子黄的脱色效果最好,其脱色率分别为94.85%、98.82%,吸附量分别为94.85mg·g -1、98.82mg·g -1。
吸附更符合准二级动力学模型,与Langmuir吸附等温式的拟合性更好。
吸附过程是自发的吸热反应,同时包含物理吸附和化学吸附,吸附后不易发生解析脱附。
膨润土对X-8GL染料的脱色机理是表面吸附和离子交换吸附的共同作用。
关键词:大同膨润土;阳离子黄X-8GL;脱色作用;吸附动力学;吸附热力学中图分类号:X 522;TQ 61;TD 985 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2016)07-0018-04作者简介:渠汛(1991-),女,河南南阳人,在读硕士,主要从事矿物材料应用研究。
E-mail:1558443728@ 收稿日期:2016-05-20染料废水成分复杂、色度深、难以自然降解,已成为当今水体污染的重要来源之一[1]。
采用黏土矿物为处理染料废水的吸附剂,具有来源广泛、应用范围广、成本低的优点[2-3]。
肖子敬等[4]将膨润土制成多孔黏土材料,并用其对阳离子红X-GRL 染料进行脱色处理。
刘承帅等[5]考察了6种不同地区的膨润土原矿对阳离子染料亚甲基蓝的脱色作用。
大量文献研究报道了膨润土对阳离子红、亚甲基蓝等阳离子染料的脱色作用,而对膨润土吸附阳离子黄则鲜有报道。
论文采用2种大同膨润土原矿为吸附剂,处理阳离子黄X-8GL 模拟废水,评价该膨润土对阳离子黄染料的脱色性能,为山西膨润土的资源化利用和染料废水的合理有效处理提供参考依据。
1 实验部分1.1 试验用膨润土将从山西大同市浑源县采集的2种膨润土原矿编号为1号和2号(1号为偏红色,2号为偏白色),2种膨润土的化学成分结果见表1,矿物组成及含量见表2。
膨润土经破碎、混匀、缩分、研磨处理后,在温度为105℃的烘箱中烘2h 左右,放置于干燥器中保存备用。
表1 膨润土的化学成分测试结果Table 1 The chemical composition of bentonite/%矿样SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3MgO K 2O Na 2O CaO 烧失量1号63.2613.74 1.37 2.52 1.040.22 3.4113.842号72.0013.68 1.133.460.100.631.766.99表2 膨润土矿物组成及含量Table 2 The mineral content of Bentonite矿物含量/%蒙脱石方石英长石类片沸石1号401025202号81155/1.2 模拟染料废水制备用分析天平准确称取阳离子黄X-8GL(以下简称X-8GL)染料200mg,用去离子水溶解定容至1L,配制成200mg·L -1的染料母液,保存在棕色容量瓶中备用。
根据具体试验情况再稀释为所需浓度,得到阳离子黄模拟染料废水。
1.3 脱色试验方法分别称取0.074mm 粒级一定质量的2种膨润土于250mL 锥形瓶中,加入一定初始浓度的X-8GL 溶液100mL,在25℃、140r·min -1水浴振荡器中反应一定时间,吸取锥形瓶上层溶液到离心管,离心分19第 7 期 离5min,测其上清液吸光度。
2 结果与讨论2.1 时间对脱色的影响膨润土对X-8GL 的脱色率随时间的变化曲线见图1。
在40min 内,膨润土对X-8GL 的脱色率为线性关系,60min 时2种膨润土矿样对X-8GL 染料的脱色率基本一致,说明在这个时间吸附达到平衡,可确定为反应平衡时间。
脱色率/%时间/min图1 时间对X-8GL 脱色率的影响Fig. 1 The effect of time on decolorization rate of X-8GL dye2.2 投加量对脱色的影响固定吸附时间为60min,在染料废水初始pH=7、室温(25℃)的条件下,X-8GL 脱色率随膨润土投加量的变化曲线见图2。
随着投加量由0.2g·L -1增加到0.5g·L -1,1号和2号膨润土矿样对X-8GL 的脱色率分别由68.01%增加到94.86%,继续增大投加量到0.7g·L -1,X-8GL 的脱色率基本保持不变,吸附量继续减小。
可以确定2种膨润土矿样对X-8GL 的最佳投加量都是0.5g·L -1。
脱色率/%投加量/g·L -1图2 膨润土投加量对脱色率的影响Fig.2 The effect of bentonite dosage on decolorization rate2.3 初始浓度对脱色的影响固定膨润土的投加量为0.5mg·L -1,X-8GL 染料废水初始浓度与脱色率的关系曲线见图3。
当X-8GL 的初始浓度从20mg·L -1增加到50mg·L -1,2号矿样对X-8GL 的脱色率基本保持不变,维持在98%左右,1号矿样对X-8GL 的脱色率从97.27%降低到94.86%,降低的幅度不大;继续增加初始浓度,其脱色率明显下降。
在X-8GL 初始浓度为50mg·L -1时,膨润土对X-8GL 的吸附效果最好。
脱色率/%初始浓度/mg·L -1图3 X-8GL 初始浓度对脱色率影响Fig. 3 The effect of initial dye concentration on decolorization rate2.4 初始pH 对脱色的影响X-8GL 初始溶液pH 分别为2、4、6、7、8、10、12时,脱色率变化曲线见图4。
X-8GL 的脱色率在碱性条件下明显大于酸性条件;当pH <6,膨润土矿样对X-8GL 的脱色作用会受到抑制,这是因为加酸会抑制黏土矿的分散、膨胀和转移[6],使其产生絮凝团聚作用。
此外,在水溶液中的X-8GL 染料分子以阳离子形式存在,pH 较低时,有较多的H +包围在吸附剂矿物的表面,这些H +会与染料中的阳离子争相结合吸附剂表面的活性点位,从而对吸附脱色产生抑制作用,降低脱色率和吸附量;pH 较高时,吸附剂表面带负电荷,由于静电引力作用,可以结合较多的阳离子[7-8],有利于脱色反应的发生。
若pH >7,其脱色率基本不再变化,但会缩短吸附平衡时间。
脱色率/%pH图4 X-8GL 初始pH 对脱色率的影响Fig. 4 The effect of X-8GL initial pH on decolorization rate2.5 温度对脱色的影响不同温度条件下1号和2号膨润土对X-8GL 染料的脱色率随时间变化的曲线见图5、图6。
温度主要影响脱色反应的平衡时间,温度越高,完成吸附所用时间越短,但对最终的脱色率和吸附量并没有渠 汛等:大同膨润土对阳离子黄(X-8GL)染料废水脱色的实验研究20化工技术与开发 第 45 卷很大的影响。
因此,在对X-8GL 染料的脱色处理中,采用常温(25℃)即可。
脱色率/%时间/min图5 不同温度下1号样脱色时间-脱色率曲线Fig.5 The decoloration time - decolorization rate curve of No. 1sample at different temperature脱色率/%时间/min图6 不同温度下2号样对脱色时间-脱色率曲线Fig. 6 The decoloration time - decolorization rate curve of No. 2sample at different temperature2.6 适宜条件试验2种膨润土对X-8GL 的适宜条件及其脱色率和吸附量见表3。
表3 膨润土处理X-8GL 染料的适宜条件Table3 The suitable test conditions of decolorization of cationicyellow dye by Bentonite矿样时间/min 温度/℃pH 浓度/mg·L -1投加量/g·L -1脱色率/%吸附量/mg·g -11号60257505094.8694.862号60257505098.8298.822.7 动力学和热力学研究2.7.1 动力学模型脱色反应的准一级、准二级、内扩散动力学[9]模拟参数见表4。
表中q t 为t 时刻的吸附量,mg·g -1,q 2为平衡吸附量,k 1、k 2为准一级、准二级反应速率平衡常数,R 1、R 2为相关系数。
由表4可知,膨润土对2种染料的吸附动力学与准二级动力学模型拟合良好。
表4 膨润土吸附X-8GL 的动力学模型参数Table 4 The parameters of kinetics model of adsorption of cationicyellow dye by Bentonite矿样准一级动力学准二级动力学k 1R 12k 2R 221114.14 0.959.319×10-40.992154.960.961.244×10-30.992.7.2 等温吸附模型膨润土处理X-8GL 染料的Langmuir(L 型)等温式、Freundiich(F 型)等温式[10]模型参数见表5,表中Q o 为理论最大吸附量,K L 、K F 为吸附常数,n 为待定系数。
由表5可知,膨润土对X-8GL 染料的吸附等温线更符合L 型,说明其脱色过程含有化学吸附,以单分子层的吸附为主。
表5 膨润土吸附X-8GL 染料的等温模型Table 5 The parameters of adsorption isotherm model of X-8GL byBentonite矿样L 型方程F 型方程Q 0/mg·g -1K L R 12K F 1/n R 221号139.30.7630.9957.830.390.912号137.62.0650.9982.370.310.662.7.3 热力学参数膨润土吸附X-8GL 染料的各项热力学参数见表6,吸附自由能△G <0,吸附焓变0<△H <40kJ·mol -1,熵变△S >0,这说明膨润土对X-8GL 染料的脱色过程是自发的吸热过程,反应过程不可逆,不易发生解析脱附[11]。