淺析膨潤土的改性及其在廢水處理中的應用

王連山 俞阜東 鄧海華 林媛媛 陳永飛

（浙江省環(huán)境工程有限公司 浙江杭州 310012）

淺析膨潤土的改性及其在廢水處理中的應用

王連山 俞阜東 鄧海華 林媛媛 陳永飛

（浙江省環(huán)境工程有限公司 浙江杭州 310012）

在本篇文章中筆者就膨潤土的基本特性進行了簡單的介紹，之后將研究膨潤土的改性方法，最后將簡要的闡述一下其具體在處理廢水中的應用。因此，對膨潤土進行改性操作具有非同尋常的重要意義。在本篇文章中筆者就膨潤土的基本特性進行了簡單的介紹，之后將研究膨潤土的改性方法，最后將簡要的闡述一下其具體在處理廢水中的應用。

膨潤土；改性；廢水處理；應用

隨著我國經(jīng)濟的快速的發(fā)展我國的工業(yè)也獲得了較快的發(fā)展，然而隨著工業(yè)的快速發(fā)展人類對自然壞境也造成了一定的損害，環(huán)境問題越來越突出。重金屬污染由于其危害性大、涉及面廣，已經(jīng)逐漸成為國內外專家的研究重點。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)膨潤土本身具有良好的吸附能力，可以有效的應用在工業(yè)廢水的重金屬去污中。但是膨潤土的去污過程是可以循環(huán)進行的、是可逆的，因此在實際處理的過程中效果有時候不是太讓人滿意。因此，對膨潤土進行改性操作具有非同尋常的重要意義。

1 膨潤土的基本特性

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)膨潤土的表面積比較大同時具有良好的吸附能力，在工業(yè)廢水處理的過程中主要使用膨潤土作為吸附劑。在上個世紀三十年代，膨潤土就已經(jīng)逐漸被應用在工業(yè)廢水的處理中。目前，對膨潤土的研究已經(jīng)逐漸的深入，其優(yōu)點也很明顯：低投入、高收益，去污效果強、穩(wěn)定性較好，容易再生。膨潤土其實就是一種粘土巖，它的主要化學成分為蒙脫石，其主要是由化學元素鋁和鎂構成的一類硅酸鹽，從本質上來說是一種晶體，其由二層四面體的四氧化硅和一層六氧化鋁間隔組成。三層基本結構單元之間通過一些離子鍵和分子鍵相結合。在這些晶體層之間經(jīng)常會出現(xiàn)互相轉化的現(xiàn)象，四氧化硅的部分晶體元素會被四氧化鋁所取代，這時晶體層之間處于一個失衡的狀態(tài)，這時通常會吸收一些正離子（如二價鈣離子、鈉離子和二價鎂離子）來取代三價鋁，從而消除層內的負電子，取代三價鋁的正離子通常具有較大的吸水性能，可以吸附大量的水分子，從而膨脹。同時，蒙脫石的表面存在著一些酸堿基，這些酸堿基在水中可以電離，從而使晶體層之間處于帶負電的狀態(tài)，而氧化硅和氧化鋁因為自身的斷裂帶正電，可以有效的吸收金屬離子[1]。蒙脫石的比表面的表面積很大，而且可以逐漸的剝離額，這就導致他具有很高的吸附力。

2 膨潤土的改性

經(jīng)過國內外一些專家學者的研究發(fā)現(xiàn)：自然界中存在的膨潤土雖然具有很大的比表面積，能夠吸附重金屬等污染物，從而提高水體的純凈度。但是，通過我們前面的分析知道，膨潤土只要由二層四面體的四氧化硅和一層六氧化鋁間隔組成，這種結構具有很強的吸收水分子的能力，層與層之間也可以置換正離子，所以沒有經(jīng)過改性的膨潤土不能吸收一些疏水性的污染物，而且我們也會發(fā)現(xiàn)這種結構由于負離子的存在，同性相斥，水中的陰離子不能有效的去除[2]。因此，想要圖稿膨潤土在處理廢水時的能力，就必須對其進行改性。

2.1 活化改性

活化改性在目前來說并不是很陌生，活化改性的方法也很多，主要包括了酸活化和焙燒活化等基本的措施。焙燒活化就是把膨潤土放在特定的溫度下焙燒，由于經(jīng)過焙燒處理膨潤土表面的水分子和雜質已經(jīng)得到了有效的去除，這樣膨潤土的比表面積進一步擴大，吸附性能也得到了提升。酸活化法，故名思議就是將膨潤土放入到特地的酸溶液里，在一定的溫度下加熱，然后再干燥處理。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)酸活化處理的膨潤土可以有效的去除里面的雜質，層間的距離不斷的被擴大，這樣吸附性能就可以有效的提高。

2.2 人工添加改性劑改性

目前人工添加改性劑改性逐漸變成了研究的熱點，主要可以分為三大類：無機改性、有機改性、混合改性。有機改性是通過用用一些有機陽離子在膨潤土的比表面置換出無機正離子。無機改性劑的作用機理則是，促使單層的晶體集合成空間較大的空間結構，從而能夠吸收有機大分子。無機、有機混合則先通過無機擴大結構，然后再有機增強吸附性能。目前，這種混合方法有及得到了廣泛的應用。

3 膨潤土改性在工業(yè)廢水處理中的應用

3.1 改性膨潤土吸附重金屬離子

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，污染物中的重金屬離子變得越來越多，對人類的危害非常大，使用改性后的膨潤土不僅僅可以吸收更加可以回收，給重金屬離子污水處理帶來了新的發(fā)展前景。有些學者對天然和經(jīng)過改性后的膨潤土吸附能力進行了比較，在吸附重金屬離子的過程中，改性后的膨潤土的吸附能力可以達到天然的87%。

3.2 改性膨潤土吸附有機物

通過改性后的膨潤土可以吸收各類污水中的一些有機物，比如苯等。改性后的膨潤土吸收的方式主要存在兩種情形，一種是離子之間的交換字符，其他是表面吸附和分配聯(lián)合作用。在綜合處理過程中去除有機物的效果要更好一些。使用性質不同的活化劑產(chǎn)生的效果不一樣，目前我國已經(jīng)研究出多種方式，吸附有機物的效果也不斷地在提升。

4 結語

研究發(fā)現(xiàn)對膨潤土改性可以有效的增強膨潤土的吸附能力，可以有效的應用在工業(yè)廢水的重金屬去污中。因此，對膨潤土進行改性操作具有非同尋常的重要意義。在本篇文章中筆者就膨潤土的基本特性進行了簡單的介紹，之后介紹了膨潤土的改性方法，最后簡要的闡述了改性膨潤土在處理廢水中的應用，但是目前在膨潤土的改性和應用階段還存在著一些問題，比如：實用性還不是很強、處理后的回收問題，這些都有待于解決。

[1]張秀英.天然及改性膨潤土對重金屬廢水處理效果的試驗研究[J].中國礦業(yè),2006,15(9)∶82-83.

[2]陶志強.改性膨潤土的制備及其在水處理中的應用[D].碩士學位論文,南京∶南京理工大學,2006.