改性膨润土处理含汞废水
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关键词：改性膨润土；硫酸；含汞废水 中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００５）０６－００５３－０３
Treatment of Mercuric Wastewater by Modified Bentonite
Yu Ruilian
(Department of Environmental Science and Engineering, Hua Qiao University, Quanzhou, Fujian, 362011)
在以上选定的实验条件下，改变Ｈ ｇ ２ ＋ 初始浓 度，绘制改性膨润土对Ｈ ｇ ２＋的等温吸附曲线，结果 见下图。
结果表明，在１ ５ ～４ ０ ℃温度范围内，Ｈ ｇ ２ ＋ 去除
率随温度的升高先升高而后降低，温度控制在２ ５ ～
３ ０ ℃时处理效果较好。考虑到实际操作．２．３ ｐＨ值对Ｈｇ２＋去除率的影响
表４ 用土量对Ｈｇ ２＋去除率的影响
投加量（ ｇ ／ Ｌ ） ２
４
６
８ １０ １ ２ １ ４
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７２．５ ８０．８ ８６．５ ９２．７ ９７．０ ９７．２ ９７．３
结果可见， Ｈ ｇ ２＋ 的去除率随着用土量的增加而 增大，当用土量达到１０ｇ／Ｌ时，Ｈｇ２＋去除率达到９７．０％ 以上，此时残留Ｈ ｇ ２ ＋ 浓度低于０ ． ０ ３ ｍ ｇ ／ Ｌ ，已低于国 家规定（ＧＢ８９７８－１９９６）的一级排放标准（０．０５ｍｇ／Ｌ）。 考虑到处理费用，选择１ ０ ｇ ／ Ｌ 为适宜用土量。 ２．３ 等温吸附曲线
Abstract: Natural bentonite was modified with sulfuric acid in this paper. Then the suitable condition of removing Hg2+ by acidmodified bentonite was studied. The results show that when the initial concentration of Hg2+ is 1mg/L, the removal ratio of Hg2+ by acidmodified bentonite can reach greater than 97.1% under the following condition: the dosage of acid-modified bentonite is 10g/L, pH=8, the vibration velocity is 150r/min, the adsorption time is 90min. The residual concentration of Hg2+ is less than the first national effluent concentration limit after the treatment by acid-modified bentonite.
粒在沉淀过程中又可以起晶种作用，产生共沉淀， Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率较高。但ｐ Ｈ 值过高将造成固液分离困 难，因此选择ｐ Ｈ 值＝ ８ 为适宜ｐ Ｈ 值。 ２ ． ２ ． ４ 改性膨润土用量对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率的影响
在２５℃、ｐＨ值＝８、振荡９０ｍｉｎ 条件下，改性膨 润土投加量对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表４ 。
Ｎ Ｉ Ｃ Ｒ Ａ － ３ 自动测汞仪，Ｄ ８ Ａ Ｄ Ｖ Ａ Ｎ Ｃ Ｅ 型Ｘ － 射线粉末衍射仪，奥立龙８ ２ ８ ｐ Ｈ 计，Ｄ Ｋ Ｚ － ２ 型电热 恒温振荡水槽，Ｄ Ｌ － ５ － Ｂ 型低速大容量离心机， ＨＨ－２ 型数显恒温水浴锅，ＪＢ５０－Ｄ 型电动搅拌机， ＳＨＢ－ＩＩＩ型循环多用真空泵，ＤＨＧ－９０７０Ａ电热恒温干 燥箱，Ｂ Ｓ ２ １ ０ Ｓ 型电子天平等。 １．３ 酸改性膨润土的制备
换吸附作用，又有Ｈｇ（ＯＨ）２的沉淀作用，而膨润土颗
用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式对等温吸附 曲线进行线性拟合，结果见表５ 。
表５ 等温吸附曲线的线性拟合结果
线 型 拟 合 方 程
相关系数（ Ｒ ２）
Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ｌｏｇＧ＝０．４５２ ９ｌｏｇｃ＋１．１３４ ５ Ｌａｎｇｍｕｉｒ １／Ｇ＝０．１３１ ８（１／ｃ）＋０．００６ ３
经Ｘ－ 衍射分析，改性前后膨润土层间距（ ｄ ０ ０ ｌ 值） 由原来的１ ． ２ ４ ｎ ｍ 增大到１ ． ４ ０ ｎ ｍ 。 ２．２ 改性膨润土处理Ｈｇ２＋废水适宜条件的确定 ２．２．１ 吸附平衡时间
在２５℃、ｐＨ值＝７、用土量０．８ｇ条件下，酸改性 膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率随振荡时间的变化情况见表１ 。
本实验中以硫酸溶液改性膨润土，可将蒙脱石 层间及八面体中的铁、铝、镁、钙离子溶出，使蒙
０．９５５ ４ ０．９９６ ３
由表５可见，等温吸附曲线更符合ｌａｎｇｍｕｉｒ式， 其理论计算吸附容量为１ ５ ８ ．７μｇ ／ ｇ，吸附机理主要 为阳离子交换吸附，同时伴有表面吸附作用。 ２ ． ４ 改性前后膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除效果的比较
在Ｈ ｇ ２＋ 初始浓度为１ ｍ ｇ ／ Ｌ 、用土量为１ ０ ｇ ／ Ｌ 、 ｐ Ｈ 值＝ ８ 、振速１ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、振荡时间９ ０ ｍ ｉ ｎ 的条件 下，分别用膨润土原土和酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２ ＋ 废水，得到Ｈｇ２＋的去除率分别为６４．８％和９７．１％ 。
在ｐ Ｈ 值＝ ７ 、用土量０ ． ８ ｇ 、振荡９ ０ ｍ ｉ ｎ 条件下， 温度对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表２ 。
表２ 温度对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响
振荡温度（ ℃） １ ５
２０
２ ５ ３０
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７９．６ ８５．７ ８８．１ ８８．３
３５ ８７．５
４０ ８６．１
取一定量膨润土，在电热恒温干燥箱中１００℃恒 温３～４ｈ，冷却至室温。在１ ０００ｍＬ烧杯中加入恒温 干燥处理过的膨润土，按固液比１ ∶３ 加入１ ０ ％ 的 Ｈ ２Ｓ Ｏ ４ 溶液，在８ ０ ℃恒温水浴中以１ ５ ０ ～１ ６ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 搅 拌６ｈ，过滤，用去离子水洗涤至近中性，１０５℃下烘 干，磨细，过１２０ 目筛，制得酸改性膨润土。 １．４ 实验方法
钙钠质膨润土为浙江临安产，主要化学成分（％） 为：ＳｉＯ ２８ ０ ． ７ ，Ａｌ ２Ｏ ３８ ． ５ ，Ｆ ｅ ２Ｏ ３１ ． ９ ，Ｍ ｇ Ｏ ４ ． ０ ， ＣａＯ１．１，Ｎａ２Ｏ２．７和Ｋ２Ｏ１．０。
氯化汞、氯化亚锡、硫酸、盐酸、氢氧化钠
等，以上试剂均为分析纯。Ｈ ｇ ２＋模拟废水用氯化汞 和去离子水配制而成。 １．２ 实验仪器
Key words: modified bentonite; sulfuric acid; mercuric wastewater
含汞废水是一种对环境污染最严重的工业废水 之一，主要来自冶炼、氯碱、电子、仪表、含汞农 药等工厂排放。传统的处理方法有化学絮凝、硫化 物沉淀、活性炭吸附、金属还原、离子交换法等［１］， 但这些方法往往受原料所限，且处理费用很高，难 以推广应用。
表１ 振荡时间对Ｈｇ ２＋去除率的影响 振荡时间（ ｍ ｉ ｎ ） ３０ ４ ５ ６０ ７ ５ ９０ １０５ １２０ Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７５．４ ７９．８ ８３．６ ８５．８ ８７．２ ８７．５ ８７．７
结果表明，Ｈ ｇ ２＋去除率随振荡时间的增加而增 大，振荡９０ｍｉｎ后基本可达到吸附平衡。以下实验均 选择９ ０ ｍ ｉ ｎ 为振荡吸附时间。 ２ ． ２ ． ２ 温度对Ｈ ｇ ２＋ 去除率的影响
５４
２００５年第６期 中国非金属矿工业导刊 总第５１期
２．５ 酸改性膨润土处理含Ｈｇ２＋废水的经济技术比较 用本文所研制的酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２ ＋ 废
水，其效果可与活性炭及离子交换树脂法相媲美。 而相对于活性炭和离子交换树脂而言，膨润土具有 资源丰富、价格低廉、改性方法简便等优点，因此 具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
结果可见，Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率随溶液ｐ Ｈ 值的升高而增 大。在低ｐ Ｈ 值（ ＜ ６ ） 条件下，膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 仅有离子 交换和表面吸附作用，且由于溶液中Ｈ ＋浓度较大， 与Ｈ ｇ ２＋形成竞争吸附，造成对吸附的不利作用；而 在高ｐ Ｈ 值（ ＞ ６ ． ５ ） 条件下，既存在膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 的交
在２ ５ ０ ｍ Ｌ 具塞锥形瓶中加入一定量改性膨润土
收稿日期：２ ０ ０ ５ － ０ ９ － １ ４ 作者简介：于瑞莲，女，３ ５ 岁，讲师，从事环境化学、环 境工程的教学与科研。
５３
于瑞莲：改性膨润土处理含汞废水
和１ ０ ０ ｍ Ｌ 浓度为１ｍｇ／Ｌ的Ｈｇ２＋废水，用ＨＣｌ或Ｎ ａ Ｏ Ｈ 溶液调节ｐＨ 值，加塞，将锥形瓶固定在恒温振荡器 中，控制一定的温度，以１５０ｒ／ｍｉｎ振荡一定时间， 静置，离心（３ ０００ｒ／ｍｉｎ）５ｍｉｎ，取上清液用ＲＡ－３自 动测汞仪测定Ｈ ｇ ２＋的剩余浓度， 计算Ｈ ｇ ２＋去除率。 ２ 结果与讨论 ２．１ 改性前后膨润土层间距的变化
近年来，膨润土在废水处理中的应用引起人们 极大的关注［２］。膨润土处理重金属废水的方法不但简 便、有效、成本低，且重金属在脱吸附时释放率 低，较少产生二次污染［３］。我国膨润土资源丰富，类 型齐全，但目前开发量不到其探明量的１％ ［４］，所以 研究利用其对重金属废水处理意义重大。本文以 Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ 溶液改性膨润土，以Ｈ ｇ ２ ＋ 溶液为模拟含汞废 水，探讨其处理效果，以期为实际工程应用提供基 础数据。 １ 实验部分 １．１ 材料与试剂
在２ ５ ℃、用土量０ ． ８ ｇ ／ Ｌ 、振荡９ ０ ｍ ｉ ｎ 条件下， ｐ Ｈ 值对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表３ 。
表３ ｐＨ值对Ｈｇ２＋去除率的影响
ｐＨ值
３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ５４．６ ６７．９ ７５．９ ８４．３ ８７．９ ９２．５ ９２．９ ９３．２
２００５年第６期 中国非金属矿工业导刊 总第５１期
［环境保护］
改性膨润土处理含汞废水
于瑞莲
（华侨大学环境科学与工程系，福建 泉州 ３６２０１１）
摘要：用硫酸对天然膨润土进行改性，研究了酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２＋ 废水的适宜条件。结果表明：当Ｈ ｇ ２＋ 初始浓度为 １ｍｇ／Ｌ 时，用土量为１０ｇ／Ｌ，ｐＨ值＝８，振速１５０ｒ／ｍｉｎ，吸附时间９０ｍｉｎ，酸改性膨润土对Ｈｇ２＋的去除率可达９７．１％。处理 后Ｈ ｇ ２＋ 残留浓度低于国家规定的一级排放标准。
本法尚处于实验室研究阶段，应用于实际含 Ｈ ｇ ２＋工业废水的处理，尚需进一步研究和探讨。 ３ 机理探讨
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿 物。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两 个硅氧四面体片中间夹一个铝（镁）氧（氢氧）八面体片 组成，属于２ ∶１ 型的层状粘土矿物。四面体中心的 Ｓｉ４＋可部分被Ａｌ３＋置换，八面体中心的Ａｌ３＋可被Ｆｅ２＋或 Ｍ ｇ ２＋置换，从而使晶层产生永久性负电荷，多余的 电价就用可交换的阳离子（ Ｎ ａ 、Ｃ ａ 、Ｋ 、Ｍ ｇ 、Ｌ ｉ 和Ｈ ） 来平衡。晶层之间主要靠弱的分子间力连接，层间 空隙大（０．９６～２．１４ｎｍ），水分子或其他交换性阳离 子较易进入晶层之间。此外，蒙脱石具有巨大的内 外表面积，使其具有很强的吸附能力。以上特征决 定了蒙脱石具有较高的阳离子交换容量和良好的吸 附性能，为膨润土在水处理中的应用奠定了基础。 虽然膨润土具有以上性能，但直接用于处理废水往 往达不到很好的处理效果，而需经一次或多次改性 处理，而酸化法为简单易行的改性方法之一。
Treatment of Mercuric Wastewater by Modified Bentonite
Yu Ruilian
(Department of Environmental Science and Engineering, Hua Qiao University, Quanzhou, Fujian, 362011)
在以上选定的实验条件下，改变Ｈ ｇ ２ ＋ 初始浓 度，绘制改性膨润土对Ｈ ｇ ２＋的等温吸附曲线，结果 见下图。
结果表明，在１ ５ ～４ ０ ℃温度范围内，Ｈ ｇ ２ ＋ 去除
率随温度的升高先升高而后降低，温度控制在２ ５ ～
３ ０ ℃时处理效果较好。考虑到实际操作．２．３ ｐＨ值对Ｈｇ２＋去除率的影响
表４ 用土量对Ｈｇ ２＋去除率的影响
投加量（ ｇ ／ Ｌ ） ２
４
６
８ １０ １ ２ １ ４
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７２．５ ８０．８ ８６．５ ９２．７ ９７．０ ９７．２ ９７．３
结果可见， Ｈ ｇ ２＋ 的去除率随着用土量的增加而 增大，当用土量达到１０ｇ／Ｌ时，Ｈｇ２＋去除率达到９７．０％ 以上，此时残留Ｈ ｇ ２ ＋ 浓度低于０ ． ０ ３ ｍ ｇ ／ Ｌ ，已低于国 家规定（ＧＢ８９７８－１９９６）的一级排放标准（０．０５ｍｇ／Ｌ）。 考虑到处理费用，选择１ ０ ｇ ／ Ｌ 为适宜用土量。 ２．３ 等温吸附曲线
Abstract: Natural bentonite was modified with sulfuric acid in this paper. Then the suitable condition of removing Hg2+ by acidmodified bentonite was studied. The results show that when the initial concentration of Hg2+ is 1mg/L, the removal ratio of Hg2+ by acidmodified bentonite can reach greater than 97.1% under the following condition: the dosage of acid-modified bentonite is 10g/L, pH=8, the vibration velocity is 150r/min, the adsorption time is 90min. The residual concentration of Hg2+ is less than the first national effluent concentration limit after the treatment by acid-modified bentonite.
粒在沉淀过程中又可以起晶种作用，产生共沉淀， Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率较高。但ｐ Ｈ 值过高将造成固液分离困 难，因此选择ｐ Ｈ 值＝ ８ 为适宜ｐ Ｈ 值。 ２ ． ２ ． ４ 改性膨润土用量对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率的影响
在２５℃、ｐＨ值＝８、振荡９０ｍｉｎ 条件下，改性膨 润土投加量对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表４ 。
Ｎ Ｉ Ｃ Ｒ Ａ － ３ 自动测汞仪，Ｄ ８ Ａ Ｄ Ｖ Ａ Ｎ Ｃ Ｅ 型Ｘ － 射线粉末衍射仪，奥立龙８ ２ ８ ｐ Ｈ 计，Ｄ Ｋ Ｚ － ２ 型电热 恒温振荡水槽，Ｄ Ｌ － ５ － Ｂ 型低速大容量离心机， ＨＨ－２ 型数显恒温水浴锅，ＪＢ５０－Ｄ 型电动搅拌机， ＳＨＢ－ＩＩＩ型循环多用真空泵，ＤＨＧ－９０７０Ａ电热恒温干 燥箱，Ｂ Ｓ ２ １ ０ Ｓ 型电子天平等。 １．３ 酸改性膨润土的制备
换吸附作用，又有Ｈｇ（ＯＨ）２的沉淀作用，而膨润土颗
用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式对等温吸附 曲线进行线性拟合，结果见表５ 。
表５ 等温吸附曲线的线性拟合结果
线 型 拟 合 方 程
相关系数（ Ｒ ２）
Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ｌｏｇＧ＝０．４５２ ９ｌｏｇｃ＋１．１３４ ５ Ｌａｎｇｍｕｉｒ １／Ｇ＝０．１３１ ８（１／ｃ）＋０．００６ ３
经Ｘ－ 衍射分析，改性前后膨润土层间距（ ｄ ０ ０ ｌ 值） 由原来的１ ． ２ ４ ｎ ｍ 增大到１ ． ４ ０ ｎ ｍ 。 ２．２ 改性膨润土处理Ｈｇ２＋废水适宜条件的确定 ２．２．１ 吸附平衡时间
在２５℃、ｐＨ值＝７、用土量０．８ｇ条件下，酸改性 膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率随振荡时间的变化情况见表１ 。
本实验中以硫酸溶液改性膨润土，可将蒙脱石 层间及八面体中的铁、铝、镁、钙离子溶出，使蒙
０．９５５ ４ ０．９９６ ３
由表５可见，等温吸附曲线更符合ｌａｎｇｍｕｉｒ式， 其理论计算吸附容量为１ ５ ８ ．７μｇ ／ ｇ，吸附机理主要 为阳离子交换吸附，同时伴有表面吸附作用。 ２ ． ４ 改性前后膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 去除效果的比较
在Ｈ ｇ ２＋ 初始浓度为１ ｍ ｇ ／ Ｌ 、用土量为１ ０ ｇ ／ Ｌ 、 ｐ Ｈ 值＝ ８ 、振速１ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、振荡时间９ ０ ｍ ｉ ｎ 的条件 下，分别用膨润土原土和酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２ ＋ 废水，得到Ｈｇ２＋的去除率分别为６４．８％和９７．１％ 。
在ｐ Ｈ 值＝ ７ 、用土量０ ． ８ ｇ 、振荡９ ０ ｍ ｉ ｎ 条件下， 温度对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表２ 。
表２ 温度对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响
振荡温度（ ℃） １ ５
２０
２ ５ ３０
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７９．６ ８５．７ ８８．１ ８８．３
３５ ８７．５
４０ ８６．１
取一定量膨润土，在电热恒温干燥箱中１００℃恒 温３～４ｈ，冷却至室温。在１ ０００ｍＬ烧杯中加入恒温 干燥处理过的膨润土，按固液比１ ∶３ 加入１ ０ ％ 的 Ｈ ２Ｓ Ｏ ４ 溶液，在８ ０ ℃恒温水浴中以１ ５ ０ ～１ ６ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 搅 拌６ｈ，过滤，用去离子水洗涤至近中性，１０５℃下烘 干，磨细，过１２０ 目筛，制得酸改性膨润土。 １．４ 实验方法
钙钠质膨润土为浙江临安产，主要化学成分（％） 为：ＳｉＯ ２８ ０ ． ７ ，Ａｌ ２Ｏ ３８ ． ５ ，Ｆ ｅ ２Ｏ ３１ ． ９ ，Ｍ ｇ Ｏ ４ ． ０ ， ＣａＯ１．１，Ｎａ２Ｏ２．７和Ｋ２Ｏ１．０。
氯化汞、氯化亚锡、硫酸、盐酸、氢氧化钠
等，以上试剂均为分析纯。Ｈ ｇ ２＋模拟废水用氯化汞 和去离子水配制而成。 １．２ 实验仪器
Key words: modified bentonite; sulfuric acid; mercuric wastewater
含汞废水是一种对环境污染最严重的工业废水 之一，主要来自冶炼、氯碱、电子、仪表、含汞农 药等工厂排放。传统的处理方法有化学絮凝、硫化 物沉淀、活性炭吸附、金属还原、离子交换法等［１］， 但这些方法往往受原料所限，且处理费用很高，难 以推广应用。
表１ 振荡时间对Ｈｇ ２＋去除率的影响 振荡时间（ ｍ ｉ ｎ ） ３０ ４ ５ ６０ ７ ５ ９０ １０５ １２０ Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ７５．４ ７９．８ ８３．６ ８５．８ ８７．２ ８７．５ ８７．７
结果表明，Ｈ ｇ ２＋去除率随振荡时间的增加而增 大，振荡９０ｍｉｎ后基本可达到吸附平衡。以下实验均 选择９ ０ ｍ ｉ ｎ 为振荡吸附时间。 ２ ． ２ ． ２ 温度对Ｈ ｇ ２＋ 去除率的影响
５４
２００５年第６期 中国非金属矿工业导刊 总第５１期
２．５ 酸改性膨润土处理含Ｈｇ２＋废水的经济技术比较 用本文所研制的酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２ ＋ 废
水，其效果可与活性炭及离子交换树脂法相媲美。 而相对于活性炭和离子交换树脂而言，膨润土具有 资源丰富、价格低廉、改性方法简便等优点，因此 具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
结果可见，Ｈ ｇ ２ ＋ 去除率随溶液ｐ Ｈ 值的升高而增 大。在低ｐ Ｈ 值（ ＜ ６ ） 条件下，膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 仅有离子 交换和表面吸附作用，且由于溶液中Ｈ ＋浓度较大， 与Ｈ ｇ ２＋形成竞争吸附，造成对吸附的不利作用；而 在高ｐ Ｈ 值（ ＞ ６ ． ５ ） 条件下，既存在膨润土对Ｈ ｇ ２ ＋ 的交
在２ ５ ０ ｍ Ｌ 具塞锥形瓶中加入一定量改性膨润土
收稿日期：２ ０ ０ ５ － ０ ９ － １ ４ 作者简介：于瑞莲，女，３ ５ 岁，讲师，从事环境化学、环 境工程的教学与科研。
５３
于瑞莲：改性膨润土处理含汞废水
和１ ０ ０ ｍ Ｌ 浓度为１ｍｇ／Ｌ的Ｈｇ２＋废水，用ＨＣｌ或Ｎ ａ Ｏ Ｈ 溶液调节ｐＨ 值，加塞，将锥形瓶固定在恒温振荡器 中，控制一定的温度，以１５０ｒ／ｍｉｎ振荡一定时间， 静置，离心（３ ０００ｒ／ｍｉｎ）５ｍｉｎ，取上清液用ＲＡ－３自 动测汞仪测定Ｈ ｇ ２＋的剩余浓度， 计算Ｈ ｇ ２＋去除率。 ２ 结果与讨论 ２．１ 改性前后膨润土层间距的变化
近年来，膨润土在废水处理中的应用引起人们 极大的关注［２］。膨润土处理重金属废水的方法不但简 便、有效、成本低，且重金属在脱吸附时释放率 低，较少产生二次污染［３］。我国膨润土资源丰富，类 型齐全，但目前开发量不到其探明量的１％ ［４］，所以 研究利用其对重金属废水处理意义重大。本文以 Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ 溶液改性膨润土，以Ｈ ｇ ２ ＋ 溶液为模拟含汞废 水，探讨其处理效果，以期为实际工程应用提供基 础数据。 １ 实验部分 １．１ 材料与试剂
在２ ５ ℃、用土量０ ． ８ ｇ ／ Ｌ 、振荡９ ０ ｍ ｉ ｎ 条件下， ｐ Ｈ 值对Ｈ ｇ ２＋去除率的影响见表３ 。
表３ ｐＨ值对Ｈｇ２＋去除率的影响
ｐＨ值
３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０
Ｈ ｇ ２＋去除率（ ％ ） ５４．６ ６７．９ ７５．９ ８４．３ ８７．９ ９２．５ ９２．９ ９３．２
２００５年第６期 中国非金属矿工业导刊 总第５１期
［环境保护］
改性膨润土处理含汞废水
于瑞莲
（华侨大学环境科学与工程系，福建 泉州 ３６２０１１）
摘要：用硫酸对天然膨润土进行改性，研究了酸改性膨润土处理含Ｈ ｇ ２＋ 废水的适宜条件。结果表明：当Ｈ ｇ ２＋ 初始浓度为 １ｍｇ／Ｌ 时，用土量为１０ｇ／Ｌ，ｐＨ值＝８，振速１５０ｒ／ｍｉｎ，吸附时间９０ｍｉｎ，酸改性膨润土对Ｈｇ２＋的去除率可达９７．１％。处理 后Ｈ ｇ ２＋ 残留浓度低于国家规定的一级排放标准。
本法尚处于实验室研究阶段，应用于实际含 Ｈ ｇ ２＋工业废水的处理，尚需进一步研究和探讨。 ３ 机理探讨
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿 物。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两 个硅氧四面体片中间夹一个铝（镁）氧（氢氧）八面体片 组成，属于２ ∶１ 型的层状粘土矿物。四面体中心的 Ｓｉ４＋可部分被Ａｌ３＋置换，八面体中心的Ａｌ３＋可被Ｆｅ２＋或 Ｍ ｇ ２＋置换，从而使晶层产生永久性负电荷，多余的 电价就用可交换的阳离子（ Ｎ ａ 、Ｃ ａ 、Ｋ 、Ｍ ｇ 、Ｌ ｉ 和Ｈ ） 来平衡。晶层之间主要靠弱的分子间力连接，层间 空隙大（０．９６～２．１４ｎｍ），水分子或其他交换性阳离 子较易进入晶层之间。此外，蒙脱石具有巨大的内 外表面积，使其具有很强的吸附能力。以上特征决 定了蒙脱石具有较高的阳离子交换容量和良好的吸 附性能，为膨润土在水处理中的应用奠定了基础。 虽然膨润土具有以上性能，但直接用于处理废水往 往达不到很好的处理效果，而需经一次或多次改性 处理，而酸化法为简单易行的改性方法之一。