粘土及改性粘土在水处理中的应用
膨润土及改性产品在废水处理中的应用

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。
黏土矿物材料在废水处理中的应用
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摘
要
综述 了黏 土矿 物材料 在废 水 处理 中具有 的 明显优 势 , 通过课 题 组 1 0多年 来
对 累托 石 和膨润 土 等黏 土矿物 材料 的 交换 吸 附过 程 进行 的深 入探 索, 阐述 了天然 黏 土矿 物材料 和 改性黏 土矿 物材 料在废 水 处理 中的应 用 ,初 步探讨 了它们 的吸 附和 催
吸附剂领 域 得到 了广 泛应用 。黏土矿 物是 可
膨胀 层状 硅 酸盐 ,基本 结构 是 由硅 氧 四面体
晶片和 铝氧八 面体 晶片按不 同结合方 式构 成
的晶层 。 于晶层 内广 泛存 在类 质 同象替代 , 由 硅 氧四 面体 中 的 S 可 被 Al i 抖、F 件置换 , e 铝 氧 八 面 体 中 的 Al 可 被 Mg 件 抖、F 抖 、 e
化 机 理 , 并展 望 了其 应 用 前 景 。
关 键词 黏 土矿 物 环境 材料
废 水 处理
黏 土矿 物是 一类 在 自然界 中分 布极 为广
污染 , 污成 本低 ; 3 黏 土矿 物具 有 天然 自 治 ()
泛的非 金属 矿物 , 因其具 有 可塑 性 、 分散 性 、
吸附性 、脱 水复 水性 、膨胀 收缩性 、离子 交
1 天 然 黏 土 矿 物 材 料
天 然黏 土矿 物具 有较 大 的 比表 面积 和离 子交 换 容量 ,吸 附性 能 良好 ,对废 水 中阳离
恢复环 境 、 回归 自然 ;2 ()绝 大部分 黏土矿 物 在环保 中的应用 都能 循环 利用 ,不 产生 二次
*湖 北 省 科 技 厅 (o 2 1 1) 2 o P 8 3 、湖 北 省 教 育 厅 ( O A2 o 4 和 湖 北 名 流 累 托 石 科 技 股 份 有 限 公 司资 助 项 目 2O 41) 收 稿 日期 ,2 0一 11 ;2 0 3l 修 回 0 6O —3 0 60 6 作 者 简 介 :张
改性膨润土在水处理中的应用(二)

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟改性膨润土在水处理中的应用(二)对Hg2+有着较好的吸附效果。
溶液中投加0.5g膨润土时,吸附容量为0.48ⅹ10-3,且聚氯化铝膨润土在吸附Hg2+时有明显的协同作用。
竞争吸附表明膨润土对金属的去除效果依次为Pb、Hg、Cd。
孙胜龙等利用改性膨润土对Cr6+进行吸附处理,pH值为6 时,去除率大于95%。
当高浓度时改性膨润土优于活性碳。
吸附机理分为表面络合吸附和层间离子交换吸附,且后者占主导地位。
孙家寿等则用铝锆交联膨润土对Cr6+进行吸附处理。
当吸附时间为30min,pH值为2.5~3.5,吸附剂用量为12g/LH2O时,吸附效率接近100%。
2.3处理有机污泥由于污泥对有机污染物的吸附能力强,采用生物降解或传统的方法难以达到治理效果。
若加入对有机污染物吸附能力更强的有机粘土矿物,使污染物重新分配,则有可能去除污泥中有机污染物。
有关学者基于这一思路,用一价阴离子表面活性剂改性Fe2O3,将其用于含菲的污泥,菲从污泥中转移到Fe2O3 周围的有机相中,再用磁铁将其分离,污泥中菲的去除率可达98%~99%。
另外,Irfan等在处理含油污泥时,先通过精制、分离的方法提炼出油类,再利用2.5%膨润土和0.75%草酸液对油类进行脱色,使其成为可利用的油品。
2.4脱色印染废水是一种较难处理的工业废水,近年来改性膨润土对印染废水的脱色处理取得了一定进展,吸附机理主要是物理吸附。
陈天虎等报道,经钠化和无机聚合物改性膨润土吸附剂在投加量为0.1%时,处理红色印染废水脱色率达88%以上,处理蓝色废水脱色率达98%。
冀静平等用钠化和羟基铁改性的膨润土吸附剂在投剂量为5~6g/L时,处理酸性大红COD去除率达45%,活性鲜红COD去除率为71%,酸性黑COD去除率达60%。
杭瑚等的研究表明,使用0.01%膨润土加0 005%的聚合氯化铝,可使以阳离子为主的印染废水脱色率达94%~100%。
改性原位粘土去除滇池蓝藻
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改性原位粘土去除滇池蓝藻徐祥云;彭君;和智坤【摘要】The pollution status of Dianchi Lake was reviewed,the former control methods were elaborated.The sediments of Dianchi Lake was modified by biological agents and then were put into Dianchi Lake to deal with algae and pollutants,which can achieve the dual effects of removing algae,N and P.Modified clay causes the positive role of environmental protection in the exploitation and utilization of water resources in Dianchi Lake.%主要综述了滇池的污染现状,并阐述了以往治理滇池污染的方法.通过对滇池的底泥用生物试剂进行改性,并把经过改性后的粘土投入滇池处理蓝藻和污染物,达到了除藻和除氮、磷污染物的双重效果.改性原位粘土方法对滇池水资源的开发利用和环境保护产生积极的作用.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)010【总页数】3页(P4576-4577,4580)【关键词】滇池;底泥污染;改性粘土;除藻【作者】徐祥云;彭君;和智坤【作者单位】云南大学化学化工学院,云南昆明650091;云南大学化学化工学院,云南昆明650091;云南大学化学化工学院,云南昆明650091【正文语种】中文【中图分类】S181.3滇池是云南省昆明市的瑰宝,也被誉为昆明的“眼睛”,拥有“全国第六大淡水湖”、“面积第一的高原湖泊”、“高原明珠”等美誉。
高铝粘土在水处理中的应用研究

高铝粘土在水处理中的应用研究摘要:水是人类生活中必不可少的资源,但由于工业和人类活动的增加,水资源受到了严重污染。
因此,寻找高效、低成本的水处理技术是当下亟待解决的问题之一。
本研究旨在探讨高铝粘土在水处理中的应用潜力。
通过对高铝粘土的性质进行分析,并利用其特殊的吸附能力进行水处理实验,我们发现高铝粘土在去除重金属离子、废水中的有机物和废水中的氮磷等方面表现出良好的性能。
因此,高铝粘土有望成为一种可行的、环境友好的水处理材料。
1 引言水是生态系统和人类生活中不可或缺的资源,然而,目前全球水资源面临着严重的污染问题。
工业废水、农业污染、城市生活污水等各种因素导致水体污染程度不断上升。
传统水处理方法费用高昂,效果不佳。
因此,寻找一种高效、低成本的水处理技术势在必行。
2 高铝粘土的性质高铝粘土属于一种具有高度结晶性、细粒度和大比表面积的粘土矿物。
其主要成分为高岭土矿,具有较高的氧化铝含量。
高铝粘土的特殊结构和表面性质使其具有优异的吸附性能。
其结构中的层状结构,使其具有良好的阳离子交换能力,可有效吸附重金属离子等有害物质。
3 高铝粘土在水处理中的应用3.1 高铝粘土在去除重金属离子中的应用重金属离子是水体中的主要污染物之一,对人类健康和生态系统造成严重影响。
传统的重金属去除方法如络合沉淀、离子交换等存在效果不佳、成本高等问题。
研究表明,高铝粘土具有良好的吸附性能,可用于去除水中的重金属离子。
通过调节高铝粘土的酸碱性、粒径和接触时间等参数,可实现对水中重金属离子的高效去除。
3.2 高铝粘土在废水中的有机物去除中的应用废水中的有机物是水体污染的重要组成部分,对水生态环境和人体健康造成潜在风险。
高铝粘土的大比表面积和吸附能力使其成为一种有效的废水处理材料。
研究表明,高铝粘土能够高效吸附废水中的有机物,如苯酚、重金属有机化合物等。
其吸附能力受到物质浓度、温度、pH值等因素的影响。
3.3 高铝粘土在废水中氮磷去除中的应用氮磷是废水中的常见污染物,过量的氮磷会引发水体富营养化,导致水华等问题。
离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响

离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响
离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响
研究了水体的离子强度对粘土和壳聚糖改性粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响.离子强度的增加有利于粘土对藻类的絮凝去除.与一般粘土除藻相反,壳聚糖改性粘土却在离子强度低的条件下具有更好的除藻效果,是适合在湖泊,水库和江河等淡水(低含盐量)水体中应用的应急除藻技术.当离子强度从0.17 mol/L降到0 mol/L时,海泡石除藻率从90%以上降为70%以下(投加量700mg/L),而壳聚糖改性海泡石的除藻率却从70%左右升至95% (投加量仅为11mg/L).用粘度法研究了壳聚糖改性海泡石的絮凝机理,发现相对低的离子强度更有利于壳聚糖分子链上阳电荷的相互排斥作用,有利于壳聚糖分子链的舒展,从而可以充分发挥架桥网捕作用,利于絮凝除藻.
作者:邹华潘纲陈灏 ZOU Hua PAN Gang CHEN Hao 作者单位:中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京,100085 刊名:环境科学ISTIC PKU英文刊名:ENVIRONMENTAL SCIENCE 年,卷(期):2005 26(2) 分类号:X524 关键词:离子强度水华铜绿微囊藻壳聚糖粘土絮凝。
膨润土及改性产品在废水处理中的应用
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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。
改性粘土应急处置赤潮技术推广方案(四)
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改性粘土应急处置赤潮技术推广方案一、实施背景随着工业化和城市化的快速发展,环境污染问题日益严重。
其中,赤潮作为一种常见的水生生物灾害,给海洋生态系统带来了严重的破坏。
赤潮不仅对水生生物造成直接威胁,还会对人类的健康和经济发展造成负面影响。
因此,开发一种高效的应急处置赤潮的技术,对于保护海洋环境和维护人类健康具有重要意义。
二、工作原理改性粘土是一种能够吸附有害物质的材料,其具有较大的比表面积和吸附能力。
应急处置赤潮的技术主要通过将改性粘土投放到赤潮水域中,利用其吸附能力吸附赤潮中的有害物质,从而减少赤潮的扩散和危害。
三、实施计划步骤1. 选取适宜的改性粘土材料:根据赤潮水域的特点和有害物质的成分,选择具有高吸附能力和稳定性的改性粘土材料。
2. 制备改性粘土颗粒:将选取的改性粘土材料进行粉碎和改性处理,制备成适宜的颗粒状物质。
3. 实施投放操作:根据赤潮水域的情况和预测的赤潮扩散范围,确定合适的投放位置和投放量,并进行投放操作。
4. 监测和评估效果:在投放后,对赤潮水域进行定期监测,评估改性粘土技术的效果和吸附能力。
四、适用范围改性粘土应急处置赤潮技术适用于各类赤潮水域,包括海洋、湖泊等。
其适用范围广泛,可以有效应对各种类型的赤潮灾害。
五、创新要点1. 选取适宜的改性粘土材料:通过对不同材料的比较和筛选,选择具有高吸附能力和稳定性的改性粘土材料。
2. 制备改性粘土颗粒:通过改性处理,提高改性粘土的吸附能力和稳定性,使其更适合应急处置赤潮的需求。
3. 实施投放操作:根据赤潮水域的情况和预测的赤潮扩散范围,确定合适的投放位置和投放量,并进行精确投放操作。
4. 监测和评估效果:通过定期监测和评估,及时了解改性粘土技术的效果和吸附能力,为后续改进提供依据。
六、预期效果1. 减少赤潮扩散范围:改性粘土技术能够吸附赤潮中的有害物质,减少其扩散范围,降低对周边环境的影响。
2. 保护水生生物:改性粘土能够吸附赤潮中的有害物质,减少对水生生物的伤害,保护水生生物的生存环境。
改性粘土治理水华解析
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应当采取标本兼治的综合控制除藻法: 1. 控制污染源排入 2. 局部应急除藻 3. 调整水体生态环境结构
引言和综述
多年来,投入了大量的人力与物力,但收效十分有 限,至今未能真正解决问题。
依靠单一手段治理一个极其复杂的水生生态系统,
往往不够理想。
如捞藻法、挖泥清淤法和换水法等,可有效去除藻类,降低富营养化 程度;但由于耗资大,一般只适用于小水塘或局部藻华水域的治理。
✓Байду номын сангаас化学法
操作简单、用药量少、见效快、杀藻效率高等优点。但对生态环境、 水生生物的影响以及成本等方面存在诸多问题。
✓ 生物法
有较高的选择性,不会对非藻华生物产生影响。但在实验研究中发现 还存在许多目前难以解决的问题,有待于进一步研究 。
处理突发性
应当采取标本兼治的综合控制除藻法: 的藻污染情况
1. 控制污染源排入 2. 局部应急除藻
是不可或缺
的一部份
3. 调整水体生态环境结构
引言和综述
历经多年的探索,国内外学者已研究开发了多种藻华的 治理技术——如物理法、化学法、生物法等,它们发展和 应用程度各不相同,都存在着各自的优缺点。
✓ 物理法
✓ 早在二十世纪60年代,太湖中就已经出现蓝藻水华。 ✓ 90年代起,连流速较大的汉江也爆发水华。 ✓ 2002年10月10日北京晚报报道,作为首都重要饮用水源的北京密
云水库中,自建库以来首次发现水体中有蓝藻的存在。 ✓ 每年都有许多自来水厂因蓝藻暴发而造成的水源污染而被迫减产或
停产,对市民的饮用水安全构成了越来越严重的威胁。
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膨润土的改性及其在废水处理中的应用

能力 。
2 膨 润 土 的 改性
行复 配型有 机 交换反应 ,可 得到性 能更 加优越 的有
机膨 润土 。
() 2 交联膨润 土。
交联膨 润土 ,又称 为无机 改性膨 润土 ,最早应 用于 石油 化催 化剂 载体 ,近些 年才应 用在废 水处理 领域 。交联膨 润土 孔径 可调 、分布均 匀 ,具 有较 好 的 吸附性 能 ,可用于 水 中离子型 或非离 子型 污染物 的处理 。其改性机理 是通过加入无机 大分子改性剂 , 即无机金属 阳离子( 1 A 、Z ”、F 、Ni、C 、T r e r i 等) 解产生 的金属 羟基 阳离 子所形 成 。 水
2 中钢 集团工程设 计研 究院,河北 石 家庄 .
摘要 :介绍 了膨 润土的改性方法及改性膨润土在有机废水 重金属离子废水 氟 化物废水 和氰 化物废水 等废水处理领 域 的应用 ,分析 了发展趋势和前景。
关键词 :膨 润土 ;改性 ;废 水处理 中图分类号:P 1 .5 ; D 2 . 6925T 965 文献标识码:A 文章编号:10 — 3 62 0 )4 0 2 — 3 0 7 9 8 (0 70 — 0 1 0
用。早在上世纪 3 0年代 ,膨润 土就开 始应用于水处 理 中。由于膨 润土 改性物 在去 除无机 和有机 污染 物
方面 比原 料膨 润土 具有 效率 高 和 专属性 强等 优点 ,
因此近些 年来 改性膨 润土 在废水 处理 方面 的应用尤 其得 到了更广泛 的发展 。我国膨润 土资源十分 丰富 ,
此外最近有关无机有机柱撑蒙脱石对苯酚吸四乙基氯化铵teac和十六烷基三甲基溴化烷附陛能的实验研究表明用表面活性剂改性的柱撑ctmab改性的膨润土对水中敌百虫和敌敌畏的吸蒙脱石能大幅度提高对苯酚的吸附能力此种吸附附能力均优于天然膨润土并且吸附量随阳离子表能力主要取决于改性粘土吸附剂的微孔结构和表面面活性剂碳链的增长而增大
改性膨润土在水处理中的应用(一)

改性膨润土在水处理中的应用(一)论文作者:张军、张居正、张平、黄东来摘要:在水处理中,吸附法是一种重要的物理化学方法。
研制价格低廉、选择性好、易再生的水处理吸附剂是环保产业发展的急切需要。
近年来,对改性膨润土水处理吸附剂的研究已成为废水处理研究领域的热门课题之一。
我国天然膨润土资源丰富,探明储量仅次于美国,居世界第二位,现在年开采量约200万t。
开发膨润土和改性膨润土水处理剂具有广泛的应用前景。
关键词:膨润土应用吸附法在水处理中,吸附法是一种重要的物理化学方法。
研制价格低廉、选择性好、易再生的水处理吸附剂是环保产业发展的急切需要。
近年来,对改性膨润土水处理吸附剂的研究已成为废水处理研究领域的热门课题之一。
我国天然膨润土资源丰富,探明储量仅次于美国,居世界第二位,现在年开采量约200万t。
开发膨润土和改性膨润土水处理剂具有广泛的应用前景。
1膨润土及改性膨润土1.1膨润土的结构和分类膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩,而蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐矿物,由两个硅氧四面体层中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体层组成,属于2:1型的三层粘土矿物,其组成为(Na,Ca)033(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O,在粘土矿物形成过程中,常会发生同晶替代作用,晶体结构层间存在过剩负电荷,能以静电吸附阳离子保持电中性。
此外,膨润土具有很大的表面积,巨大的表面积伴随着巨大的表面能,使其具有巨大的吸附能力。
依据蒙脱石层间阳离子的比例关系可将膨润土分为钠基、钙基、镁基和铝基膨润土。
其中钙基膨润土储量最大,约占总储量的70%~80%。
1.2膨润土的改性天然膨润土中由于表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间大量可交换性阳离子的水解,使其表面通常存在一层薄的水膜,而不能有效地吸附疏水性有机污染物,限制了在水处理领域的应用。
因此,对天然膨润土的改性受到了广泛的重视。
通过酸、氧化剂、无机盐等无机物对膨润土进行改性,可明显改善其对有机污染物的吸附性和离子交换性能。
凹凸棒石粘土及在水处理中的应用

专论与综述凹凸棒石粘土及在水处理中的应用张国宇,王鹏(哈尔滨工业大学环境科学与工程系,黑龙江哈尔滨 150001) [摘要]凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的天然非金属粘土矿物,它是一种具有独特层链状结构的晶质水合镁铝硅酸盐矿物,具有比表面积大、化学稳定性好、吸附能力强等特征。
作者对国内外有关凹凸棒石粘土的文章进行了综述,详细叙述了凹凸棒石粘土的组成和结构以及相应的改性方法,分类讨论了凹凸棒石粘土在水处理中的应用,分析了我国在研究开发过程中存在的问题,并提出了相应的意见和建议。
[关键词]凹凸棒石粘土;自然资源;吸附剂;水处理 [中图分类号]TQ424.21 [文献标识码]A [文章编号]1005-829X(2003)04-0001-05Attapulgite clay and its applications to water treatmentZhang Guoyu,Wang Peng(Department of Environmental Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin150001,China) Abstract:Attapulgite clay is a kind of natural nonmetal mineral,which is mainly composed of attapulgite.Atta2 pulgite is crystal hydrated magnesium aluminum silicate with a unique layer2chain structure,which gives atta2 pulgite’s virtues of high surface area,inert chemical property and excellent adsorptive property.A review of at2 tapulgite clay is presented.The composition,structure and methods of modification are described in detail.Its application to the water treatment is invested.Several problems of research and application of it in China are dis2 cussed.Also suggestions and prospects are proposed.Key words:attapulgite clay;natural resources;adsorbent;water treatment 凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组分的一种天然非金属粘土矿物,它是一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物,在矿物学分类上隶属于海泡石族,为含水的层链状镁质硅酸盐,具有独特的层链状结构特征。
改性黏土矿物在废水处理中的应用研究进展
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吸附 和离子 交换 性 能 , 且储 量 大 、 价格 低 、 环 境 无 对 污染 , 是废水 处 理 较 为理 想 的吸 附剂 之 一 。经 过 酸 法 、 子交 换法 等 改性 的黏 土 , 以提 高表 面活 性 , 离 可 增强 对废水 中污 物 的吸 附能力 _ 。本 文就 改性 黏土 】 ]
黏 土矿 物是 以 含铝 、 等元 素 为 主 的一 类 硅 酸 镁
盐 矿物 , 因其 具有 独 特 的层 状 结 构 而 表 现 出 良好 的
Z 去除率 高达 9 以上 。而天 然 膨 润 土 对 废 水 n 9
中 Z 计去 除率仅 7 . 9 。可 见镁铝 联 膨润 土是 n 7 6
后 在 废 水 处 理 中 的应 用 研 究 现 状 , 对 其 今 后 潜 在 研 究 前 景 进 行 了讨 论 。 并 关键词 : 改性 黏 土 矿物 废 水 处 理 应 用 研 究 中 图分 类号 :X 8 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 : 0 6 9 6 2 1 ) 3 0 3 0 7 A 1 0 —7 0 ( 0 1 0 — 0 0— 3
第 3 2卷 第 3期 21 0 1年 6月
化 学 工 业 与 工 程 技术 J u n l f Ch mia n u ty & En n eig o r a e c lI d sr o giern
Vo1 2 .3 No. 3
J n ,2 1 u. 0 l
改 性 黏 土 矿 物 在 废 水 处 理 中 的 应 用 研 究 进 展
进 行有 效 的吸 附 , 且被 吸附 的重金 属 易解析 , 以从 难 水体 中彻底 去 除 , 因此 限 制 了其 在 废 水处 理 中 的应
( a jnB h i c t n l c nc l l g ,Tini 0 4 2 Tini o a Vo ai a h ia l e o Te Co e a j 3 0 0 ,Chn ) n ia
粘土及改性粘土在水处理中的应用
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粘土及改性粘土在水处理中的应用摘要:粘土类矿物因具有独特的层状结构而表现出良好的吸附和离子交换性能,在废水处理中有广阔的应用前景。
本文在介绍了不同种类粘土矿物的结构和性质的基础上,对其作为吸附剂在废水处理中的应用研究情况进行了综述,并对其的改性产品的性能,发展进行了讨论。
关键词:粘土;吸附剂;废水处理进入20世纪以来,吸附不仅在化学工业中已经发展成为一种必不可少的单元操作过程,而且在环境治理过程中已经成为一门独特的技术,在废水、废气的治理中更有比较广泛的应用,而吸附剂的选择是否得当则决定了某一吸附操作的技术经济性和环保水平[1]。
粘土因具有独特的层状结构而具有良好的吸附和离子交换性能,且其储量大、价格低,是一类很有发展前景的优质廉价吸附剂,本文就粘土类吸附剂在废水处理中的研究和应用情况进行综述[2] 。
粘土是岩石经过风化作用形成的。
粘土成分相当复杂,组成粘土矿的主要元素是硅、氧和铝,粘土中还常含有石灰石、石膏、氧化铁和其他盐类[3]。
一、几种粘土的结构和性质1 凹凸棒土凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中,呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽,土质细腻,有油脂滑感,质轻、性脆,断口呈贝壳状或参差状,吸水性强,湿时有粘性和可塑性,干燥后收缩小,不大显裂纹,水浸泡崩散,悬浮液遇电介质不絮凝沉淀[3]。
凹凸棒土是一种富镁硅酸盐粘土矿物,其晶体结构为硅酸盐的双链结构(角闪石类)和层状结构(云母类)的过渡类型,为2:1型粘土矿物[2]。
由于晶体结构中存在晶体孔道,内表面积较大,因而具有很强的物理吸附性能,吸附脱色能力强。
凹凸棒土吸附有机污染物后,填充于其晶体孔道和晶体层间,由于晶体的孔道容量大,因而在印染水、油脂等有机物的净化处理方面具有较大的应用潜力[4]。
2 膨润土膨润土又叫蒙脱土,是一种重要的非金属矿产,主要由蒙脱石构成,蒙脱石的晶体结构由两层硅氧四面体晶片中夹有一层铝氧八面体晶片组成,属于2:1型层状硅酸盐矿物。
黏土矿物材料在水处理中的应用研究
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黏土矿物材料在水处理中的应用研究作者:杨国峰来源:《中国化工贸易·上旬刊》2018年第08期摘要:我们都知道,黏土矿物是上世纪衍生出来的一种新型吸附材料,由于它对环境有很好的相容性,并且具有较强的修复与净化环境的功能,因此,其对水体当中存在的污染物可以起到吸附去除的作用。
因此,本文将黏土矿物材料当作论述对象,以黏土矿物在水处理中可以起到吸附去除的作用为目的,从黏土矿物材料的结构和组成、黏土矿物材料在水处理中的应用进展两个方面进行深入探讨,供相关人士参考与借鉴。
关键词:黏土矿物;吸附;水处理从上世纪中期开始,黏土矿物就被当作吸附去除水体污染物的材料之一。
直到80年代,该材料在环境保护领域中得到了广泛的使用,尤其是针对一些发达国家来说,如美国、德国等对其研究的次数比较频繁,而我国膨润土的研制才刚刚开始。
因为该材料有着特有的结构与性能,所以在环保领域中有着较大的发展空间。
1 黏土矿物材料的结构和组成黏土矿物材料存在的独特结构与性能决定了其较强的吸附去除能力。
由于黏土矿物材料属于层状铝(镁)硅酸盐矿物之一,主要由两个硅氧四面体的中间部位夹着一个铝(镁)氧(氢氧)八面体一起构成,是一个三层黏土矿物。
通常情况下,晶层表面主要以氧原子为主,但是并不包含氢氧原子组,且晶层与晶层之间没有氢键结合力,仅仅呈现出松弛的状态,无论是水分子还是相关阳离子都可以直接进入层间。
当黏土矿物逐渐形成时,经常会出现同晶代替的情况,这样就会在一定程度上致使晶层间产生永久性负电荷;该负电荷因为处于层状结构外部的K+、Na+等来平衡。
由此可见,该材料有着较多的优势,如良好的吸附性,较强的离子交换性,为其在水处理中的应用创造了有利条件。
2 黏土矿物材料在水处理中的应用进展我国是一个地大物博的国家,有着丰富的矿藏资源,材料各式各样,且分布的范围较为广泛。
因此,我国一直都将精力和时间放在了研制新材料的上面。
仅仅针对吸附材料而言,经过不断的研究与分析,大量新型材料如雨后春笋一般涌现出来。
改性粘土应急处置赤潮技术推广方案(二)
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改性粘土应急处置赤潮技术推广方案一、实施背景赤潮是一种由海洋中的大量浮游生物聚集形成的现象,会对海洋生态系统和人类健康造成严重影响。
目前,赤潮的发生频率和规模呈上升趋势,已经成为世界各地面临的环境问题之一。
为了防治赤潮对环境的污染,我们提出了改性粘土应急处置赤潮技术推广方案。
二、工作原理改性粘土是一种吸附性能较强的材料,可以有效吸附赤潮中的有害物质,如有毒藻类和有害废物等。
改性粘土通过吸附这些有害物质,可以迅速减少赤潮对海洋生态系统的影响,保护海洋生物的生存环境。
三、实施计划步骤1. 资源调查和准备:了解当地赤潮发生的频率和规模,确定改性粘土的需求量,并做好材料储备。
2. 技术培训和推广:组织专家团队进行改性粘土应急处置赤潮技术的培训,培养相关人员的技术能力,推广技术应用。
3. 实施方案制定:根据当地的赤潮情况,制定具体的应急处置赤潮方案,包括改性粘土的使用方法、使用量等。
4. 实施方案执行:根据制定的方案,组织人员进行改性粘土的投放和使用,确保赤潮得到及时有效的处理。
5. 监测和评估:对改性粘土应急处置赤潮技术的实施效果进行监测和评估,及时调整和改进方案。
四、适用范围改性粘土应急处置赤潮技术适用于各种规模的赤潮事件,可以在海洋、河流和湖泊等水体中使用。
该技术可以针对不同种类的赤潮有针对性地进行应急处置,具有广泛的适用范围。
五、创新要点1. 改性粘土具有较强的吸附能力,可以快速减少赤潮对环境的影响。
2. 通过技术培训和推广,提高相关人员的技术能力,推动技术的广泛应用。
3. 制定具体的实施方案,根据当地的赤潮情况进行有针对性的应急处置。
4. 监测和评估技术的实施效果,及时调整和改进方案,提高技术的应用效果。
六、预期效果通过改性粘土应急处置赤潮技术的推广,预计可以达到以下效果:1. 减少赤潮对海洋生态系统的影响,保护海洋生物的生存环境。
2. 降低赤潮对人类健康的威胁,减少相关疾病的发生。
3. 提高赤潮应急处置的效率,减少经济损失。
高铝粘土与水处理技术的结合研究及发展前景
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高铝粘土与水处理技术的结合研究及发展前景水是生命之源,对于人类和地球上的生物而言,水的清洁和供应非常重要。
由于工业化、城市化和人口增加等原因,水资源的供应和质量问题日益突出。
因此,开发和应用水处理技术,以提高水资源的可持续利用和保护环境,变得尤为重要。
在水处理领域,高铝粘土作为一种重要的吸附剂,具有高比表面积、丰富的活性位点和化学稳定性等优点,被广泛应用于废水处理、饮用水净化和环境修复等方面。
结合高铝粘土与水处理技术的研究,不仅可以提高水的净化效果,还能促进高铝粘土的应用价值和发展前景。
首先,研究揭示了高铝粘土吸附机理和性能。
高铝粘土表面具有丰富的羟基和氧化铝簇团,可以通过静电作用、化学键和吸附等方式与水中的污染物发生相互作用。
通过分析吸附动力学、吸附等温线、表面电荷等参数,可以了解高铝粘土与不同污染物之间的相互作用机制。
这为优化高铝粘土的制备方法和提高吸附效果提供了理论基础。
其次,高铝粘土与水处理技术的结合在废水处理和饮用水净化方面取得了显著的效果。
高铝粘土多孔结构和高比表面积使其具有较强的吸附能力,可以有效去除水中的重金属、有机污染物、药物残留等有害物质。
研究还发现,在饮用水处理中,高铝粘土可以去除水中的异味和色度,提高水的透明度和安全性。
因此,高铝粘土与水处理技术的结合对于水质改善和环境保护具有重要意义。
此外,高铝粘土还可以用于环境修复,特别是土壤修复领域。
污染土壤中的重金属离子和有机污染物可通过高铝粘土的吸附作用降解和稳定化,从而减少对地下水和植物的污染风险。
研究表明,高铝粘土修复土壤具有较好的效果,可以有效改善土壤质量和生态环境。
在高铝粘土与水处理技术的结合研究中,还存在一些挑战和待解决的问题。
首先,高铝粘土的合成方法和制备工艺需要进一步优化,以提高其性能和降低成本。
其次,研究还需要深入探究高铝粘土与不同水质条件下的吸附效果和机理,以适应不同环境和应用需求。
此外,高铝粘土的再生和回收利用也是重要的研究方向,以减少资源浪费和环境污染。
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粘土及改性粘土在水处理中的应用摘要:粘土类矿物因具有独特的层状结构而表现出良好的吸附和离子交换性能,在废水处理中有广阔的应用前景。
本文在介绍了不同种类粘土矿物的结构和性质的基础上,对其作为吸附剂在废水处理中的应用研究情况进行了综述,并对其的改性产品的性能,发展进行了讨论。
关键词:粘土;吸附剂;废水处理进入20世纪以来,吸附不仅在化学工业中已经发展成为一种必不可少的单元操作过程,而且在环境治理过程中已经成为一门独特的技术,在废水、废气的治理中更有比较广泛的应用,而吸附剂的选择是否得当则决定了某一吸附操作的技术经济性和环保水平[1]。
粘土因具有独特的层状结构而具有良好的吸附和离子交换性能,且其储量大、价格低,是一类很有发展前景的优质廉价吸附剂,本文就粘土类吸附剂在废水处理中的研究和应用情况进行综述[2] 。
粘土是岩石经过风化作用形成的。
粘土成分相当复杂,组成粘土矿的主要元素是硅、氧和铝,粘土中还常含有石灰石、石膏、氧化铁和其他盐类[3]。
一、几种粘土的结构和性质1 凹凸棒土凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中,呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽,土质细腻,有油脂滑感,质轻、性脆,断口呈贝壳状或参差状,吸水性强,湿时有粘性和可塑性,干燥后收缩小,不大显裂纹,水浸泡崩散,悬浮液遇电介质不絮凝沉淀[3]。
凹凸棒土是一种富镁硅酸盐粘土矿物,其晶体结构为硅酸盐的双链结构(角闪石类)和层状结构(云母类)的过渡类型,为2:1型粘土矿物[2]。
由于晶体结构中存在晶体孔道,内表面积较大,因而具有很强的物理吸附性能,吸附脱色能力强。
凹凸棒土吸附有机污染物后,填充于其晶体孔道和晶体层间,由于晶体的孔道容量大,因而在印染水、油脂等有机物的净化处理方面具有较大的应用潜力[4]。
2 膨润土膨润土又叫蒙脱土,是一种重要的非金属矿产,主要由蒙脱石构成,蒙脱石的晶体结构由两层硅氧四面体晶片中夹有一层铝氧八面体晶片组成,属于2:1型层状硅酸盐矿物。
一般硅氧四面体和铝氧八面体中间存在着如Fe3+,Al3+,Mg2+阳离子类质同象置换,当置换阳离子为低价时,使结构增加等量的负电荷,由层间吸附的阳离子补偿,所以蒙脱石晶格内阳离子置换这一构造特性决定了蒙脱石的一系列重要性质,如阳离子交换性、膨胀性、吸附性等[6]。
在粘土矿物中,以蒙脱土的矿物种属最多,成分变化也最复杂,而且有许多过渡类型。
蒙脱土的外观有白、浅黄、浅红、紫,直到黑绿色,是质地致密的鳞片状微晶集合体,有些结构疏松而多孔,有些性脆且有滑感,平均折光率在1.5左右。
不同蒙脱土的化学组成很不同,这是它具有广泛的离子交换性能和吸附性能的基础[3]。
3 海泡石海泡石是一种纤维状含水镁硅酸盐矿物,由具两层硅氧四面体单元的滑石状条带组成,通过氧原子与中心的镁八面体层相连。
海泡石的吸附能力大于任何粘土【2】。
其结构为两层硅氧四面体,中间一层为镁氧八面体。
四面体的顶层是连续的,由6个硅氧四面体顶角相反,形成由2:1层状结构单元上下层相间排列的与键平行的孔道,水分子和可交换的阳离子位于其中。
由于其独特的结构,使海泡石具有大的比表面积和较强的离子交换能力,因而在化学催化领域与废水和废气处理等方面的应用日益广泛[4]。
再由于其结构单位层间孔道开阔,可以吸附较大的离子和一些有机物,所以海泡石具有很好的吸附与脱色性能[6]。
4 硅藻土硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻遗体堆积后, 经过初步成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物硅质岩,通常呈浅黄色或浅灰色,质软,多孔而轻。
其主要成分为非晶体的SiO2,和Al2O3 ,Fe2O3 ,MgO及一定的有机质,由硅藻的壁壳组成, 壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔。
这种独特的微孔结构, 赋于它许多优良的性能。
它性能稳定, 耐酸、孔容大, 孔径大, 比表面积大, 吸附性强, 能吸附等于自身质量1.5~4倍的水和1.1~1.5 倍的油分。
它的电位为负, 绝对值大, 吸附正电荷能力强。
因此对污水有极好的净化效果[7]。
除以上介绍的几种粘土矿物外,还有伊利石、土壤、粉煤灰等,在这不作详细的介绍。
二、粘土在水处理中的应用1 处理无机污染物废水许多工业废水如采矿、冶炼、电镀等行业排放的废水中均含有毒物Ni(Ⅱ) ,镍盐易引起过敏性皮炎,有报导认为它具有致癌性,国家标准规定工业废水Ni(Ⅱ)含量不能超过1mg/L。
用凹凸棒土在一定的条件下可使Ni的吸附率大99.5℅。
河南省科学院化学研究所的赵彩荣和合肥工业大学化工学院的范文元,曾对凹凸棒石粘土吸附剂处理含铬(Cr6 +)废水进行了深入研究,并得到了令人满意的结果[8]。
在不改变原水pH 值的条件下,黏土材料用量为2.5g/L,F02 试剂用量为0.5g/L ,搅拌时间为20~40min处理后水中残留铬浓度为0.2mg/L,远低于GB8978- 1996《污水综合排放标准》的一级排放标准, 在工业上是实际可行的,相关应用还有很多[9]。
2 处理重金属废水有实验表明,碳酸钙含量约为35℅的硅藻土是处理含重金属废水的一种很好的吸附剂。
沈学优等研究了膨润土、高岭土、伊利土对重金属离子的吸附去除效果为膨润土最高。
聂利华等将海泡石经适当的处理以后对含Ni废水中Ni2+的吸附率可达85℅~96℅。
膨润土、凹凸棒土和沸石等对重金属都有较好的处理效果,等等。
3 处理有色废水由于粘土的结构特点和性能,它们对染料废水的吸附能力都很强。
蒙脱土对酸性阳离子染料的印染废水有较好的处理能力,脱色率可达90℅以上。
膨润土经高温焙烧法活化后,一定条件下,对染化废水COD去除率为74%,脱色率为95%以上,相关应用还有很多[4]。
粘土矿物还可以处理苯系难降解有机废水、处理电镀废水、处理农药废水、处理含油废水和处理造纸废水等等。
这些是粘土没有经过改性时候的应用,有许多实验证明,经过改性后的粘土在处理废水效果上更好。
三、改性粘土的性能与应用目前粘土主要作为粘结剂、吸水剂、吸附剂、催化剂、絮凝剂等广泛应用于冶金、机械、石油、化工、和环保的各个领域。
为了提高其附加值,使用前往往要对天然粘土进行改性。
曹明礼等在膨润土的钠化改性研究中,通过对改性剂种类与用量、矿浆浓度、搅拌时间等对改性效果的影响的研究,发现碳酸钠为最合适的改性剂,其用量为4%,矿浆浓度为15%,搅拌时间15min。
改性后结晶度变差,胶体性能增强,膨胀容、膨润值、CEC各项指标都有明显提高。
王立新等用脂肪胺阳离子对蒙脱土进行了改性研究,经过系统的分析,认为十六烷基季胺盐是较好的改性剂。
经有机改性后的粘土由亲水性转变为亲油性,使之可以稳定的分散于油相中,因而可以作为石墨、油漆的流变剂[10]。
针对不同类型的粘土,希望粘土能够具备的性能,其改性方法有许多。
通过改性,粘土各方面的性能都有所改变。
凹土经4 mol/L HNO3活化处理后,凹土中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀,导致凹土孔道开放和直径扩大,比表面积明显增加,对Cu2+的吸附能力显著提高[11]。
在温度为25℃/pH值为5的条件下,采用海泡石和改性海泡石分别吸附处理100mL含Cr6+35mg/L的废水。
结果表示:未改性的海泡石在各种条件下对Cr6+ 的去除率都不超过14% ,而经过NH4·Fe(SO4)2·12H2O改性的海泡石对Cr6+具有优良的吸附效果,完全可以作为吸附处理镀铬废水中Cr6+的吸附剂,而且一次吸附处理后,废水中Cr6+的含量低于0.2mg/L[12]。
改性后的膨润土无论是在处理有机废水、印染废水还是脱磷工艺中,效果都比原土好。
孙家寿等采用铝交联蒙脱石吸附脱磷,当其质量浓度为9.0g/L时,对磷吸附量为5.56mg/g,去除率可达100%[5]。
改性海泡石在环境污染治理的应用中,处理重金属废水、无机非金属废水、有机废水、有色废水和放射性元素废水,去除率都大大提高了,有的甚至可达到100%[13]。
四、结束语粘土矿物应用于有机工业废水的净化具有吸附率高、价格低、无腐蚀性、操作简便、且二次污染少等特点,应用前景广阔,但也应该朝改性的方向进行深入的研究,以便提高效率。
虽然目前粘土改性大多数尚停留在实验室阶段,实际应用中仍会出现许多尚不明确的问题。
但改性粘土必将以其丰富的资源,廉价高效的品质而受到大家的青睐。
因此,可以预言,粘土改性是有效利用粘土的必由之路,改性粘土必将在吸附剂、催化剂、填充剂等领域占据一席之地。
参考文献:[1] 高利民.水处理吸附剂发展现状.石化技术.2004,11(2):62.[2] 刘转年,周安宁等. 粘土吸附剂在废水处理中的应用.环境污染治理技术与设备.2003(4).[3] 沈钟,赵振国等.胶体与表面化学,第三版.化学工业出版社.2005(6).[4] 尹奋平,何玉凤等.粘土矿物在废水处理中的应用.水处理技术.2005(31).[5] 刘玉真,高宝玉.改性膨润土在废水处理中的应用.工业水处理.2003(23),10[6] 弓晓峰,张文涛.海泡石在废水处理中的应用研究.环境污染治理技术与设备.2003(4),9.[7] 包亚芳.硅藻土在污水处理中的应用.云南环境科学.2003(22),1.[8] 申华,石中亮.凹凸棒石粘土吸附剂处理含镍(Ⅱ)废水的研究.辽宁化工.2005(34),5.[9] 孙家寿,安忠军.黏土材料处理含铬废水的研究.贵州环保科技.2003(2).[10] 李俊,黄韵.粘土及改性粘土的应用进展.矿业研究与开发.2003(23),5.[11] 王红艳,张艳等.改性凹凸棒石粘土吸附工艺的研究.电镀与环保.2005(25),4.[12] 杨明平,彭荣华.用改性海泡石处理含铬废水.材料保护.2003(36),7.[13] 冯秀娟,王海宁.改性海泡石在环境污染治理中的应用.环境污染治理技术与设备.2004(5),4.。