改性凹凸棒土的制備及其對印染廢水的處理效果

牟淑杰

（遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113001）

改性凹凸棒土的制備及其對印染廢水的處理效果

牟淑杰

（遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113001）

以凹凸棒石粘土為原料，采用三氯化鋁(AlCl3)對凹凸棒石粘土進行改性，探討了改性凹凸棒石粘土投量、pH值、吸附時間對處理效果的影響。結(jié)果表明：改性凹凸棒石粘土投加濃度為50g/L，吸附時間為40min，pH值=3時，印染廢水的脫色率可達98%；該方法具有處理效果好，操作簡單等優(yōu)點；熱再生是凹凸棒石粘土最好的再生方法。

凹凸棒石粘土；吸附；脫色；印染廢水

印染行業(yè)是工業(yè)廢水的排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年排放量約為6.5億t以上。印染廢水具有顏色深，COD值較高，組成復(fù)雜，分布面廣等特點。目前常用的處理方法有化學(xué)沉淀法、生物法和吸附法等[1]。近年來，化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進步使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，給處理增加了難度。因此，急需開發(fā)新的處理技術(shù)和工藝。

凹凸棒土主要礦物成分為凹凸棒石，是層鏈狀分子結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽礦物，呈針狀結(jié)晶，具有獨特的三維空間結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，同時它還具有很高的吸附活性，在食品、釀造、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。我國凹凸棒石粘土資源豐富，僅江蘇盱眙查明資源儲量就高達2.72億t。

本實驗選用天然粘土自制凹凸棒石粘土吸附劑[2-4]，用以處理印染廢水獲得了良好的效果。

1 材料及方法

1.1 材料

材料：凹凸棒石粘土來源于云南省普洱市，其化學(xué)成分(%)為：SiO253.7、Al2O38.9、Fe2O35.3、TiO20.9、CaO1.4、MgO9.3、其他20.5。

儀器：7230G型可見分光光度計，pHS25型酸度計，SHZ-82水浴恒溫振蕩器，S-6A型磁力攪拌器，LXJ型離心機。

1.2 吸附劑制備

(1)預(yù)處理。將未經(jīng)處理的凹凸棒石原土1 000g置于三口燒瓶中，加入0.25mol的2 000mL稀鹽酸，攪拌30min，然后靜置30min。傾出上層懸浮液，經(jīng)離心后，將所得固體以去離子水洗滌4次，最后將洗凈的凹凸棒石粘土于100℃烘干，備用。

(2)改性。將上述的凹凸棒石粘土與三氯化鋁(AlCl3)按一定的配比加水混合，然后將改性凹凸棒石粘土置于坩堝電阻爐里500℃焙燒lh，冷卻研磨過100目篩，備用。

1.3 實驗方法

在若干個錐形瓶中加入印染廢水各100mL，水樣預(yù)先用稀NaOH或稀H2SO4調(diào)pH值至一定數(shù)值，改變吸附劑的投加量；然后固定吸附劑的投加量，分別改變pH值、吸附時間和反應(yīng)溫度，取上清液離心分離，以去離子水為參比，用7230G型可見分光光度計測量吸光度[5]，用下式計算脫色率：

式中：A0為染液的初始吸光度值；A為吸附后溶液的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對印染廢水脫色率的影響

為考察廢水pH值對脫色率的影響，取7個錐形瓶并向其中加印染廢水100mL，調(diào)溶液pH值，再加入等量吸附劑，慢速攪拌(50r/min)一定時間后，靜置沉降30min，離心分離，測定其吸光度，計算脫色率，結(jié)果見圖1。

由圖1可以看出，在pH值＞4條件下，印染廢水的脫色率隨pH值的增大而降低。當(dāng)pH值在2～4時，脫色率最好，原因是吸附劑的活性在偏酸性環(huán)境下被激活，其離子交換與吸附性能增加。在堿性條件下，其H+被中和，活性減少，吸附與交換性能減弱。因此，實驗選用pH值=3。

2.2 反應(yīng)時間的影響

為考察反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響，取7個錐形瓶向其中加印染廢水1 000mL，調(diào)溶液pH值為3，再加入5g吸附劑，吸附不同時間后，離心分離，測定其吸光度，計算脫色率，結(jié)果見圖2。

由圖2可見，脫色率在40min時已經(jīng)達到97.9%以上，隨著反應(yīng)時間的繼續(xù)增加脫色率變化不明顯。因此，實驗的最佳時間取40min。

2.3 吸附劑用量對印染廢水脫色率的影響

在室溫25℃、pH值=3的條件下，于7只燒杯中分別加入不同量的吸附劑及1 000mL印染廢水，攪拌吸附30min后再靜置10min，離心分離，測定吸附劑投加量對脫色率的影響[5]，結(jié)果見圖3。

由圖3可見，脫色率隨用吸附劑投加量的增加而增大，當(dāng)吸附劑投加量達到50g/L時，脫色率達到98%，繼續(xù)增加吸附劑的投加量,印染廢水脫色率變化不大，考慮到處理費用，選擇吸附劑的投加濃度為50g/L為適宜。

2.4 再生方法比較

取適量改性凹凸棒石粘土待其吸附飽和后取出，分別用熱再生和酸、堿再生進行吸附實驗，比較不同再生方法的對脫色率的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4表明：熱再生(500℃)的脫色率最高，其次是酸再生的脫色率，堿再生脫色率最小為80.9%，所以最佳再生方法為熱再生。

2.5 幾種吸附劑處理印染廢水比較

稱取不同吸附劑各5.0g，分別投加于100mL廢水中，調(diào)溶液pH值，慢速攪拌(50r/min)一定時間后，再靜置沉降30min，離心分離，測定其吸光度，計算脫色率，結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，脫色率最好的是由A1C13改性的凹凸棒石粘土。說明相對于其他三種吸附劑而言，A1C13改性的凹凸棒石粘土對染料廢水的處理有一定的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

(1)復(fù)合吸附劑對染料廢水有較好的脫色效果，當(dāng)復(fù)合吸附劑投加濃度為50g/L，吸附時間為40 min，pH值為3時，吸附劑對印染廢水的脫色率可達98%。

(2)吸附后的凹凸棒石粘土再生方法以熱再生的方法最佳。

[1]室旭卿,王國慶.印染廢水的脫色方法[J].廣東化工,2004,31(2):62-66.

[2]孟范平,易懷昌.各種吸附材料在印染廢水處理中的應(yīng)用[J].材料導(dǎo)報,2009,23(7):69-72．

[3]張如春.改性凹凸棒土對染料廢水脫色初步實驗[J].廣州環(huán)境科學(xué),2007,22(3):6-9．

[4]張國字,王鵬.凹凸棒石粘土及在水處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2003,23(4):1-5．

[5]徐媛媛,范雪榮,等.凹凸棒土與活性炭對水溶性染料的吸附研究[J].印染助劑,2007,24(6):31-33.

Preparation of Modified Attapulgite Clay and Treatment of Dyeing Wastewater

Mu Shujie
(Vocational and Technical College, Liaoning University of Petroleum ＆ Chemical Technology, Fushun 113001, China)

The attapulgite clay is taken as the experimental material.Attapulgite clay is modified by aluminum chloride (AlCl3),the effect of the dosage of modified attapulgite clay, pH and the contacting time for dyeing wastewater was investigated. The result shows that the discoloring rate can be 98% with the dosage of modified attapulgite clay 50g/L, the contacting time is 40 min, pH is 3 and the reaction temperature is 25℃．This technology has advantages of good treatment efficiency, easy operation, and so on. In addition, the thermal regeneration is the best regeneration method of attapulgite clay.

attapulgite clay; adsorption; discoloratio; dyeing wastewater

P619.231;X703.1

A

1007-9386(2010)02-0046-02

2009-12-25