改性膨润土对含磷废水的吸附性能研究
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有机膨润土，并通过正交实验得出有机化改性的最佳反应条件为
温度 80~85 ℃，pH 值 9，有机化剂用量 45 %~50 %，时间 2~3.5 h， 料浆浓度 14 %~16 %。 2.2 改性膨润土含磷废水去除率
0.75
磷 去除率
0.70
0.65
0.60
0.55
Fig.1
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
20
40
60
80
100
120
吸附时 间/min
图 2 吸附时间对去除率的影响
Fig.2 Influence of adsorption time on removal rate
实验结果表明，随着改性膨润土用量的增加，两种吸附方式 的磷去除率都有所增加，恒温振荡条件下的磷去除率基本优于超 声波吸附下的磷去除率。而当改性膨润土用量一定时，随着吸附 时间的增加，在恒温振荡条件下的磷去除率优于超声波条件下的 磷去除率。
Zhang Li, Li Youyou, Yao Siyu, Niu Meng, Zhang Yu (College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Xi’an 71006, China)
Abstract: Industrial grade calcium bentonite was selected for purification, natrification and organic modification, and its treatment effect on phosphorus wastewater was studied. With cetyl trimethyl ammonium bromide as organic modifier, CEC and phosphorus removal rate as indicators, the organic modification process was optimized by orthogonal test. The results show that the organobentonite can remove 83 % of the wastewater containing phosphorus.
2 结果与讨论
2.1 钠化、有机化工艺筛选 钠化处理正交实验表明，当反应温度为 80 ℃，钠化剂浓度为
6 %，浆液比为 5 %，分散剂浓度为 0.3 %，反应时间为 2 h 时所 得钠基膨润土的 CEC 为 146 mmol/100 g，达到有机化预处理要求。
有机改性时分别采用 CEC 和含磷废水去除率为指标，采用超 声波及机械搅拌的方式，以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂制备
剂，以 CEC 及磷去除率为指标，采用正交试验进行有机化改性工艺优化。实验结果表明，制得的有机膨润土对于含磷废水的去除率可达到 83 %，
具有一定的应用价值。
[关键词]膨润土；钠化；有机化；含磷污水
[中图分类号]TQ
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2019)10-0007-02
Study on Phosphorus Wastewater Adsorption of Modified Bentonite
2019 年 第 10 期
广东化工
第 46 卷 总第 396 期
www.gdchem.com
·7·
改性膨润土对含磷废水的吸附性能研究
张黎，李由油，wenku.baidu.com思宇，牛萌，张宇
(西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安 710065)
[摘 要]本文选取工业级钙基膨润土进行提纯、钠化及有机化改性，并研究其对磷废水的处理效果。以十六烷基三甲基溴化铵为有机化改性
将工业级钙基膨润土进行过筛，水洗，沉降等物理方法提纯
后，采用六偏磷酸钠为分散剂，焦磷酸钠为钠化剂制备钠基膨润
土；采用超声波及机械搅拌的方式，以十六烷基三甲基溴化铵为 改性剂制备有机膨润土[8-10]。采用正交实验对料浆浓度、有机化
剂加量、有机化时间、pH 值、反应温度等因素进行考察，筛选有 机化的最优条件。
1.4 有机改性膨润土含磷废水吸附 采用磷酸二氢钾配制模拟含磷废水，以制得的有机改性膨润
土为吸附剂，分别采用恒温摇床和超声波振荡进行吸附实验。采
用钼酸铵分光光度法进行含磷废水去除率的测定。
1.5 表征方法 采用尼高力红外光谱仪(5700)测试样品的红外谱图，测试范
围 4000 cm-1 到 400 cm-1，采用扫描电镜(JSM-6390A)观察样品表 面形貌，采用热重分析仪进行样品的 TG 测试。
采用超声振荡吸附和恒温摇床振荡吸附工艺进行含磷废水去 除率的测定，实验表明改性膨润土加量和吸附时间吸附效果具有 有显著性影响。
恒温振荡吸附
0.85
超声波 吸附
0.80
1 实验及表征方法
1.1 原料 工业级钙基膨润土，十六烷基三甲基溴化铵，六偏磷酸钠，
氢氧化钠，邻苯二甲酸氢钾，焦磷酸钠，磷酸二氢钾，抗坏血酸，
1.0
1.2
1.4
1.6
土的加量/g
图 1 改性膨润土加量对去除率的影响
Influence of addition of modified bentonite on removal rate
超声波 吸附 恒温振荡吸附
0.85
0.80
0.75
磷 去除率
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45 0
钼酸铵，酒石酸锑钾等。
1.2 仪器 恒温振荡摇床，紫外可见光分光光度计，数控超声波清洗器
(KH5200DE)，恒温磁力加热搅拌器，高速万能粉碎机，扫描电镜 (JSM-6390A) ， 尼 高 力 红 外 光 谱 仪 (5700) ， 热 重 分 析 仪 (TGA/SDTA851)等。 1.3 有机膨润土的制备
Keywords: bentonite；sodium modify；organic modify；phosphorus wastewater
废水除磷是水处理领域中非常重要的课题[1]，也是目前较难 解决的问题之一。吸附除磷既能去除水体中的磷又可将其回收用 作肥料，已成为近年来的研究热点[2-5]。而粘土矿物凭借其原料易 得、成本低、吸附性能好等优点成为人们研究较多的吸附剂，其 中膨润土是粘土矿物除磷的研究热点之一。但膨润土直接用于处 理含磷废水效果较差，通常会对其进行各种改性处理。其中有机 改性膨润土对含磷废水的吸附性能研究取得了极好的效果[6,-7]。
温度 80~85 ℃，pH 值 9，有机化剂用量 45 %~50 %，时间 2~3.5 h， 料浆浓度 14 %~16 %。 2.2 改性膨润土含磷废水去除率
0.75
磷 去除率
0.70
0.65
0.60
0.55
Fig.1
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
20
40
60
80
100
120
吸附时 间/min
图 2 吸附时间对去除率的影响
Fig.2 Influence of adsorption time on removal rate
实验结果表明，随着改性膨润土用量的增加，两种吸附方式 的磷去除率都有所增加，恒温振荡条件下的磷去除率基本优于超 声波吸附下的磷去除率。而当改性膨润土用量一定时，随着吸附 时间的增加，在恒温振荡条件下的磷去除率优于超声波条件下的 磷去除率。
Zhang Li, Li Youyou, Yao Siyu, Niu Meng, Zhang Yu (College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Xi’an 71006, China)
Abstract: Industrial grade calcium bentonite was selected for purification, natrification and organic modification, and its treatment effect on phosphorus wastewater was studied. With cetyl trimethyl ammonium bromide as organic modifier, CEC and phosphorus removal rate as indicators, the organic modification process was optimized by orthogonal test. The results show that the organobentonite can remove 83 % of the wastewater containing phosphorus.
2 结果与讨论
2.1 钠化、有机化工艺筛选 钠化处理正交实验表明，当反应温度为 80 ℃，钠化剂浓度为
6 %，浆液比为 5 %，分散剂浓度为 0.3 %，反应时间为 2 h 时所 得钠基膨润土的 CEC 为 146 mmol/100 g，达到有机化预处理要求。
有机改性时分别采用 CEC 和含磷废水去除率为指标，采用超 声波及机械搅拌的方式，以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂制备
剂，以 CEC 及磷去除率为指标，采用正交试验进行有机化改性工艺优化。实验结果表明，制得的有机膨润土对于含磷废水的去除率可达到 83 %，
具有一定的应用价值。
[关键词]膨润土；钠化；有机化；含磷污水
[中图分类号]TQ
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2019)10-0007-02
Study on Phosphorus Wastewater Adsorption of Modified Bentonite
2019 年 第 10 期
广东化工
第 46 卷 总第 396 期
www.gdchem.com
·7·
改性膨润土对含磷废水的吸附性能研究
张黎，李由油，wenku.baidu.com思宇，牛萌，张宇
(西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安 710065)
[摘 要]本文选取工业级钙基膨润土进行提纯、钠化及有机化改性，并研究其对磷废水的处理效果。以十六烷基三甲基溴化铵为有机化改性
将工业级钙基膨润土进行过筛，水洗，沉降等物理方法提纯
后，采用六偏磷酸钠为分散剂，焦磷酸钠为钠化剂制备钠基膨润
土；采用超声波及机械搅拌的方式，以十六烷基三甲基溴化铵为 改性剂制备有机膨润土[8-10]。采用正交实验对料浆浓度、有机化
剂加量、有机化时间、pH 值、反应温度等因素进行考察，筛选有 机化的最优条件。
1.4 有机改性膨润土含磷废水吸附 采用磷酸二氢钾配制模拟含磷废水，以制得的有机改性膨润
土为吸附剂，分别采用恒温摇床和超声波振荡进行吸附实验。采
用钼酸铵分光光度法进行含磷废水去除率的测定。
1.5 表征方法 采用尼高力红外光谱仪(5700)测试样品的红外谱图，测试范
围 4000 cm-1 到 400 cm-1，采用扫描电镜(JSM-6390A)观察样品表 面形貌，采用热重分析仪进行样品的 TG 测试。
采用超声振荡吸附和恒温摇床振荡吸附工艺进行含磷废水去 除率的测定，实验表明改性膨润土加量和吸附时间吸附效果具有 有显著性影响。
恒温振荡吸附
0.85
超声波 吸附
0.80
1 实验及表征方法
1.1 原料 工业级钙基膨润土，十六烷基三甲基溴化铵，六偏磷酸钠，
氢氧化钠，邻苯二甲酸氢钾，焦磷酸钠，磷酸二氢钾，抗坏血酸，
1.0
1.2
1.4
1.6
土的加量/g
图 1 改性膨润土加量对去除率的影响
Influence of addition of modified bentonite on removal rate
超声波 吸附 恒温振荡吸附
0.85
0.80
0.75
磷 去除率
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45 0
钼酸铵，酒石酸锑钾等。
1.2 仪器 恒温振荡摇床，紫外可见光分光光度计，数控超声波清洗器
(KH5200DE)，恒温磁力加热搅拌器，高速万能粉碎机，扫描电镜 (JSM-6390A) ， 尼 高 力 红 外 光 谱 仪 (5700) ， 热 重 分 析 仪 (TGA/SDTA851)等。 1.3 有机膨润土的制备
Keywords: bentonite；sodium modify；organic modify；phosphorus wastewater
废水除磷是水处理领域中非常重要的课题[1]，也是目前较难 解决的问题之一。吸附除磷既能去除水体中的磷又可将其回收用 作肥料，已成为近年来的研究热点[2-5]。而粘土矿物凭借其原料易 得、成本低、吸附性能好等优点成为人们研究较多的吸附剂，其 中膨润土是粘土矿物除磷的研究热点之一。但膨润土直接用于处 理含磷废水效果较差，通常会对其进行各种改性处理。其中有机 改性膨润土对含磷废水的吸附性能研究取得了极好的效果[6,-7]。