凹凸棒土助滤处理污染河水研究

文章编号:1003-6474(2000)03-0157-04凹凸棒石粘土处理城市废水的实验朱继存 (合肥工业大学资环系,安徽合肥230009)摘要:目前的城市废水处理方法有活性污泥法及粉末活性炭投料———活性污泥法,但两者皆存在不足之处。

凹凸棒石具独特的结构和良好的吸附、脱色、净化和过滤性能。

通过实验对其用于城市废水处理作了技术可行性研究,并进行了相应的经济可行性分析,认为凹凸棒石粘土可替代粉末活性炭处理城市废水且成本很低。

关键词:凹凸棒石粘土;活性污泥;城市废水;处理;实验中图分类号:X 70315 文献标识码:A1　问题的提出ΞΞΞ城市每年都在排放着大量的废水,致使大部分河流及其他地表水受到不同程度的污染,城市废水处理历来受到各国的重视。

目前、城市废水处理方法有活性污泥法和粉末活性炭投料———活性污泥法2种。

活性污泥法是处理城市废水的传统方法,它具有成本低、效率高的优点,但存在着对水质变动敏感、污泥容易膨胀等缺陷。

粉末活性炭投料———活性污泥法,是一种优越的城市废水处理方法,但粉末活性炭价格昂贵,投放量难以增加,因此,各国都在努力研究粉末活性炭的替代原料。

在苏皖交界处的六合、盱眙、嘉山一带,凹凸棒石粘土储量丰富,价格便宜。

凹凸棒石独特的链层状结构,使它具有良好的吸附、脱色、净化和过滤性能,因此,研究凹凸棒石粘土对处理城市废水颇有意义。

2　实验材料2.1　凹凸棒石粘土据物相分析,实验用样品中的凹凸棒石含量为70%～80%,其他矿物成分有蒙脱石10%～15%、石英5%～10%、方解石(白云石)1%～5%。

据BET 法测定,总表面积为263m 2/g ,内表面积为133m 2/g ,主要化学成分有SiO 2(56119%)、MgO (23183%),沸石水、结晶水、晶格水共占19141%。

2.2　配水材料包括葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸铵、三氯化铁、氯化钙、硫酸镁等。

2.3　其他材料包括高锰酸钾、草酸钠、氢氧化钠、硫酸、磷酸、碳酸钠、蒸馏水、活性污泥、粉末活性炭等。

凹凸棒石的吸附性能和去除有机污染物效果引言：水是人类生活中不可或缺的资源之一，然而水污染问题日益严重，有机污染物的排放对水质造成了严重威胁。

因此，研究高效吸附材料具有重要意义。

凹凸棒石是一种常见的天然矿物材料，其具有丰富的多孔结构和吸附特性，被广泛应用于水污染治理。

本文将深入探讨凹凸棒石的吸附性能以及其用于去除有机污染物的效果。

一、凹凸棒石的吸附性能凹凸棒石具有多孔结构、高比表面积以及良好的化学稳定性，这些特性赋予其良好的吸附性能。

1. 多孔结构凹凸棒石的多孔结构是其具有高吸附性能的重要原因之一。

多孔结构使得凹凸棒石具有较大的比表面积，增加了吸附位点，提高了吸附容量。

2. 高比表面积凹凸棒石具有较高的比表面积，通常能够达到几十到几百平方米/克。

这使得凹凸棒石能够提供足够的吸附位点，增加有机污染物与其表面的接触机会，从而提高吸附效果。

3. 化学稳定性凹凸棒石具有较好的化学稳定性，能够在较宽的pH范围内保持稳定。

这意味着凹凸棒石可以在不同的水环境条件下应用，适用于各种水体的污染治理。

二、凹凸棒石的应用于有机污染物的去除效果凹凸棒石由于其良好的吸附性能，被广泛应用于去除水中的有机污染物，包括重金属离子、有机染料和有机化合物等。

1. 吸附重金属离子凹凸棒石的多孔结构和高比表面积使得其对重金属离子具有优异的吸附能力。

研究表明，凹凸棒石可以高效吸附废水中的铅、铬、镉等重金属离子，同时由于其良好的化学稳定性，凹凸棒石可以通过离子交换的方式实现重金属离子的去除。

2. 去除有机染料有机染料是一类常见的有机污染物，由于其在水中的稳定性较差，往往会降低水质并对生态系统造成危害。

凹凸棒石能够通过吸附的方式高效去除水中的有机染料。

研究发现，凹凸棒石的孔隙结构可以提供足够的吸附位点，使得有机染料能够充分吸附在其表面，从而实现有机染料的去除。

3. 去除有机化合物凹凸棒石的吸附性能也适用于去除有机化合物。

有机化合物是一类广泛存在于水中的有机污染物，对环境和人体健康造成潜在威胁。

凹凸棒土基复合光催化剂的制备及其对水中四环素去除性能的研究光催化技术是一种绿色的、环境友好的水处理技术,在卫生医疗、环境保护、贵金属回收及纺织等领域都有广泛的应用前景。

光催化材料的选择至关重要。

TiO2、BiVO4因其具有廉价、无毒、性能稳定常用于光催化降解抗生素的过程中。

但其仍存在不足,如:易团聚、易失活,以及难以分离回收等。

为了提高半导体的分散性及稳定性,防止团聚,有必要选择合适的载体。

凹土是一种比表面积大、吸附性强、机械强度高、廉价易得的黏土矿物,在吸附处理抗生素废水过程中具有显著的优势;同时又能够作为载体跟金属氧化物形成稳定的催化剂,提高催化剂的比表面积,使催化活性中心更均匀分散,提高催化效果,在作为光催化剂载体方面具有独特的优势。

本论文采用简单的实验方法对凹土进行改性,将Ti(Ⅳ)、Bi(Ⅲ)等具有光催化活性的离子等分别或同时构建在凹土结构中,煅烧形成含有相应金属氧化物的复合矿物黏土,制备出新型的凹土支载TiO2(TiO2-Pal)及凹土支载BiVO4(BiVO4-Pal)复合光催化剂。

新型催化剂既能发挥凹土的吸附性能,又能提高复合光催化剂的催化活性,使降解效率大大提高。

为了进一步缩小TiO2-Pal的禁带宽度,提高可见光的利用效率,采用液相还原法负载了 p型半导体Cu2O,制备出具有p-n异质结构的凹土支载Cu2O-TiO2复合光催化剂(Cu2O-TiO2-Pal),实现了光生电子和空穴对的有效分离,降低了复合几率,提高了光催化反应的活性。

本论文分别制备了 TiO2-Pal、Cu2O-TiO2-Pal 和BiVO4-Pal复合光催化剂。

结合 SEM、EDS、TEM、FT-IR、XRD、UV-vis、XPS 等分析测试手段,考察了所制备光催化材料的形貌、结构、晶型、能带以及元素形态等物化性质。

以四环素类抗生素盐酸四环素(TC)为目标污染物,研究所合成光催化材料的吸附/光催化性能。

分别采用KI、异丙醇和对苯醌为自由基捕获剂,考察材料在光催化降解目标污染物过程中产生的主要活性物种,并探讨光催化降解机理。