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用改性凹凸棒土去除饮用水中氨氮的技术路线
徐亚东
【期刊名称】《江苏水利》
【年(卷),期】2010(000)006
【摘要】@@ 常规净水工艺对天然水体中的氨氮去除率低,而且消毒过程中会产生氯胺等有毒有机化合物,严重危害人们的健康,因此对饮用水中氨氮的处理技术引起人们越来越广泛的重视.凹凸棒土是一种含水富镁硅酸盐粘土矿物,具有独特的层链状结构、十分细小的棒状晶体形态和较大的比表面积,吸附性能优异,在水处理中有着广泛的应用前景 [1,2 ].
【总页数】2页(P41,44)
【作者】徐亚东
【作者单位】江苏省水资源服务中心,210029
【正文语种】中文
【相关文献】
1.改性凹凸棒土负载铝盐吸附剂去除水中总磷研究 [J], 鲍祥;张艳;贺学周;张丹丹
2.改性凹凸棒土去除废水中磷酸根的研究 [J], 张俊;袁霄梅;曹建新
3.改性凹凸棒土复配PAC去除水源水中突发性重金属铜污染研究 [J], 李宗硕;孔利锋;张琳;绍彬
4.凹凸棒土吸附去除饮用水中典型嗅味物质的研究 [J], 谢义忠;魏艳;康宇炜;陈伟培;赖乃聪
5.酸改性凹凸棒土去除水中六价铬的改性条件研究 [J], 王群;胡涛;赵婧男;谭唯;翟学东;韩莹莹;赵宇萌
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改性凹凸棒石吸附水中亚甲基蓝的实验研究
谢刚;赵霞;韩志勇
【期刊名称】《染整技术》
【年(卷),期】2008(030)012
【摘要】初步研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和十二烷基硫酸钠(SDS)改性凹凸棒石对模拟微污染水中痕量亚甲基蓝的吸附作用.结果表明:在改性凹凸棒石投加量为15 g/L、粒径为150 μm、20 ℃、吸附时间60 min条件下,废水中亚甲基蓝去除率可达98. 56 %.改性凹凸棒石对亚甲基蓝的吸附等温线呈中凹型,表明吸附过程存在溶剂化效应和分配效应协同作用.
【总页数】4页(P6-8,16)
【作者】谢刚;赵霞;韩志勇
【作者单位】兰州理工大学石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃,兰州,730050
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.凹凸棒石-针铁矿改性麦秸木质陶瓷吸附水中氮磷的实验研究 [J], 吴文涛;蔡传伦;冯妍玥;陈圳;高扬;陈宇男;赵伊卜
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3.餐厨垃圾生物质炭制备及其吸附水中亚甲基蓝性能 [J], 张新旺;李保鹏;沈建国;
臧志林;马小涵;辛言君;
4.乳液法制备石墨烯气凝胶及其吸附水中亚甲基蓝 [J], 黄扬帆;刘会娥;马雁冰;王玉斌;陈爽
5.纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶吸附水中亚甲基蓝的研究 [J], 胥莉[1];吴燕[1];唐沁雯[1];詹先旭[2];孙萌[1];秦婧荣[1];许萱[1]
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凹凸棒石的改性及其用于污水处理研究进展【摘要】介绍了我国凹凸棒石的矿产资源及改性技术发展状况，叙述了凹凸棒石的各种改性方法及其机理。
概述了凹凸棒石在污水处理方面的应用和发展方向。
【关键词】凹凸棒石活化改性污水处理凹凸棒石（attapulgite）简称凹土，也被称为坡缕石，是一种粘土矿物，其结构主要是含镁、铝元素的硅酸盐，并且具有层链状的微结构，纤维细长，孔道多，表面积较大。
凹土一般情况下呈现土状、块状，由于具体成分不同颜色分布为白、灰、蓝灰，并有弱丝绢光泽。
凹凸土质十分细腻，有油脂的润滑感、质轻且性脆，有较强的吸水性和较低的遇水膨胀性，湿润后有一定的粘性和较好的可塑性。
凹凸棒石产于特殊的地质环境，具有广泛的应用，在矿物学、材料学、物理化学、土壤科学、地球科学等多方面都具有潜在的应用，因此近些年越来越被关注，甚至被称为“千土之王”和“万用之土”。
目前，世界各地都有发现凹土矿藏的报道。
但是由于产量和质量的制约，仅有个别产区的矿藏具有实际的工业意义和开采以及加工价值，例如：中国、美国、西班牙、法国、俄罗斯、英国、巴西、南非等。
其中我国是凹土的主要产区，尤其是江苏，安徽，甘肃等地储量巨大，目前探明地质储量超过1亿吨，并且其矿藏质量上乘、容易开采，因此其工业利用价值也十分优异。
综上所述，我国凹土矿藏无论是从数量上，还是从质量上都能够满足目前的需求，并且与其他国家相比还具有相对优势。
尽管如此，但是国内目前对凹凸的开发和应用，尤其是利用其优异的性能进行改性方面并不完善，需要继续努力，本文认为利用凹凸棒石进行污水处理是凹凸棒石应用性的重要方面，一方面，随着国内工业生产的持续进行，污水排放造成的环境问题越来越值得反思，因此凹凸用于污水处理不仅仅的经济和技术问题，更是环保问题，功在千秋；另一方面我国凹土的储量大、品位高，只要积极致力于凹凸棒石性能的改造，制造新产品，努力提升相关产品的附加价值，对于促进凹土工业的发展和矿物产品利用都具有重大而深远的意义。
凹凸棒石粘土在环境修复中的应用研究摘要：凹凸棒石粘土是一种具有特殊孔隙结构和吸附性能的环境修复材料。
本文通过文献综述的方法，对凹凸棒石粘土在土壤和水体修复中的应用进行了研究。
研究结果表明，凹凸棒石粘土具有优异的吸附性能和固化效果，在土壤重金属污染和水体有机污染修复中具有广泛应用前景。
关键词：凹凸棒石粘土，环境修复，土壤重金属污染，水体有机污染1. 引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出。
特别是土壤重金属污染和水体有机污染对生态环境和人类健康造成了严重影响。
因此，寻找一种安全、高效的环境修复材料成为了当今研究的热点之一。
凹凸棒石粘土是一种常见的天然矿物质，具有特殊的孔隙结构和吸附性能。
它是由硅酸铝矿物质在地球表面经过长时间的风化作用形成的，具有较大比表面积和孔隙体积。
因此，凹凸棒石粘土被广泛应用于土壤和水体的修复工作。
2. 凹凸棒石粘土在土壤修复中的应用研究2.1 土壤重金属污染修复重金属污染是土壤修复中面临的一个重要问题。
凹凸棒石粘土具有很好的吸附性能，可以有效去除土壤中的重金属污染物。
研究表明，凹凸棒石粘土在镉、铅、铬等重金属的吸附方面表现出较高的效果。
该材料可以通过吸附作用将重金属离子固定在其表面，并形成易于稳定处理的复合材料。
2.2 土壤污染物固化修复除了重金属污染修复外，凹凸棒石粘土还可以固化有机污染物，如石油类、苯和酚类化合物等。
研究发现，凹凸棒石粘土中的吸附孔隙可以与有机物分子之间形成氢键或范德华力，从而有效吸附和固化有机污染物。
此外，凹凸棒石粘土还可以通过调整其表面性质和孔隙结构，实现对不同类型土壤污染物的修复。
3. 凹凸棒石粘土在水体修复中的应用研究3.1 有机污染物去除凹凸棒石粘土具有良好的吸附性能，可以用于水体中有机污染物的去除。
研究表明，凹凸棒石粘土可以去除苯、酚、农药等有机污染物，去除率高达90%以上。
这归功于凹凸棒石粘土的大比表面积和孔隙结构，能够更好地与有机污染物发生相互作用。
基于凹凸棒土改性及其在环境水处理应用的研究摘要】目的：将凹凸棒土改性为一种新型载体絮凝吸附剂与分子筛，解决常规工艺处理北方寒冷地区低温高色高氨氮水源水效果不佳的问题。
研究基于改性凹凸棒土的脱色脱氨氮水处理工艺集成技术，保障北方寒冷地区的饮用水安全。
方法：利用 X 射线荧光光谱、傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜与孔径分布等测试方法，通过研究改性凹凸棒土的微观结构、矿物特征与形成过程，分析适于低温脱色脱氨氮的凹凸棒土的最佳改性方式。
结果：壳聚糖改性凹凸棒土（CPA）脱色效果显著，机理以静电吸附、化学反应为主；提纯凹凸棒土脱色效果次之；碱改性凹凸棒土（4A 分子筛）脱 NH -N 效果显著；热、酸改性凹凸棒土对 NH -N去除率低。
结论：结果表明：pH 值与污泥回流量是影响色度去除率的显著性因素。
HA-颗粒溶液主要与 PFA 水解产生的络合物发生反应。
CPA 能有效去除溶解性有机物，并能作为“凝核”增大絮体的强度以及破碎后絮体的恢复能力。
回流污泥能促进 CPA 对 HA 的吸附，改善低温低浊现象。
强化混凝后，出水受色度、温度影响程度降低。
以上分析与结果使凹凸棒土改性及其在环境水处理应用趋于优化。
【关键词】凹凸棒土；改性；环境水处理【中图分类号】R161.4+1【文献标识码】A【文章编号】1276-7808（2015）-04-379-01前言随着生活水平的不断进步，人们对环境质量的的要求也不断增加。
近年来，国家不断提高对饮用水质量要求，凹凸棒土产于特殊的地质环境条件下，具有许多特殊优异的性能，以吸附、粘结、催化等不同作用被广泛应用于脱色及建材、纺织、水处理、地质勘探等行业。
本文主要探讨了近年来关于凹凸棒土不同改性处理及用于环境处理方面的研究，特别是处理北方寒冷地区低温高色高氨氮水源水方面的研究进展。
1.一般资料凹凸棒土呈土状，多产自沉积岩和风化壳中，颜色呈白色或灰白色，有弱丝绢光泽。
土质细腻有滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。
吡啶改性凹凸棒废渣对亚甲基蓝废水的吸附梁卫东;贺晓娟;张硕;李海风【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2011(037)005【摘要】过氧化二苯甲酰为引发剂,以吡啶为单体改性凹凸棒废渣处理亚甲基蓝废水,研究吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理以及动力学和热力学吸附性质.在实验范围内,废渣对亚甲基蓝的吸附可以用Langmuir吸附等温线描述,吸附过程符合准二级动力学方程.计算结果△G0＜0,△H0＜0,△S0＜0,说明此吸附是一个自发、放热、熵减的过程.%Taking dibenzoylperoxide as initiator and taking monomeric pyridine-modified attapulgite sediment as adsorbent, the methylene blue waste water was treated. The adsorption mechanism, dynamic and thermodynamic adsorption property of the methylene blue with this adsorbent were investigated. Within the range of the experiment, the adsorption behaviour could be well described by Langmuir adsorptive isotherm and the adsorption process was in good agreement with the pseudo-second-order kinetic equation. The thermodynamic data were calculated that ΔG<0, Aho<0,AS°<O, illustrating that the adsorption of methylene blue was a spontaneous, exothermal and order-producing process.【总页数】4页(P74-77)【作者】梁卫东;贺晓娟;张硕;李海风【作者单位】兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.氯化钙改性凹凸棒处理亚甲基蓝废水的研究 [J], 梁卫东;贺晓娟;李海风;张硕2.草酸改性杨树皮废渣吸附亚甲基蓝研究 [J], 吴振威;杨亚洁;张思佳;张翔宇;王立娟3.凹凸棒土热改性及其对亚甲基蓝的吸附效果研究 [J], 张雯; 陈晓燕; 陈丽4.聚苯胺/改性凹凸棒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能 [J], 黄晓枫;牟虹枚;梁建豪;李敏;邓秋林5.有机改性凹凸棒石黏土的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能 [J], 李静萍;杨佳静;刘洋;颜会全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
改性凹凸棒土强化混凝处理低浊微污染水源水研究徐亚东1,2, 郑晓英1(1.河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京210098;2.江苏省水资源服务中心,江苏南京210029)摘 要: 通过对凹凸棒土进行改性,并将其用于处理低浊微污染水源水,考察了改性凹凸棒土投加点、投加量对强化混凝处理微污染水源水效果的影响。
结果表明,投加改性凹凸棒土能显著改善混凝性能,大大提高了对浊度、COD M n、UV254、氨氮的去除效果。
当聚合氯化铝和改性凹凸棒土的投加比例为1 (1~ 1.25)时,强化混凝对浊度、COD M n、UV254和氨氮的去除率分别可达到97.02%、47.63%、32.46%和31%,且形成的絮体密实度高、沉降性好。
关键词: 微污染水源水; 改性凹凸棒土; 强化混凝中图分类号:TU991 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2010)09-0054-04Enhanced Coagulation w ith M odifi ed A ttapul gite i n Treat m entof Lo w-turbidity andM icro-polluted SourceW aterXU Ya-dong1,2, Z HENG X iao-ying1(1.K ey Labora tory of Integrated R egulation and R esource D evelop m ent on Shallo wLakes<M inistry of Educa tion>,Colle g e of Environm ent,H ohai Universit y,N anjing210098,China;2.W ater R esource Service C enter of J i a ng s u P rovince,N anjing210029,China)Abst ract: The m odified attapu l g ite w as e mp loyed in the treat m en t of lo w-turbidity and m icro-po-l l u ted source w ater.The e ffect of dosi n g point and dosage of t h e m odified attapu l g ite on the enhanced co-agulation i n the treat m ent o fm icr o-po lluted w ater w as researched.The resu lts show that adding the m od-i fied attapu l g ite can sign ificantly i m prove the coagu lation perfor m ance,and re m ar kab l y enhance t h e re-m ova l efficiencies of tur b i d ity,COD M n,UV254and a mm on i a nitrogen.W hen the dosing rati o o f PAC to the m odified attapulg ite is1 (1-1.25),the re m ova l rates of tur b i d ity,C OD M n,UV254and a mmonia n itrogen are97.02%,47.63%,32.46%and31%respecti v e l y,and the fo r m ed fl o c has high degree o f co m pactness and good settleability.K ey w ords: m icro-po ll u ted source w ater; m od ified attapu l g ite; enhanced coagulati o n饮用水安全是重大的民生问题,也是建设和谐社会的重要内容。
近年来,我国水环境污染日趋严重,许多饮用水水源也受到不同程度的污染,并呈发展趋势[1、2]。
目前我国大部分城市的水源都处于微污染状态,而常规处理工艺却难以保证处理后饮用水的水质安全。
凹凸棒土是一种含水富镁硅酸盐粘土矿物,具有独特的层链状结构和较大的比表面积,呈十分细小的棒状、纤维状晶体形态,具有良好的吸附性能[3]。
国内外对凹凸棒土作为天然廉价吸附剂在各种污(废)水处理中的应用进行了许多探索[4~6],但将其用于微污染水源水处理的研究还鲜有报道。
研究表明,与目前最常用的活性炭吸附剂相比,改性后的凹凸棒土具有成本低(价格仅为活性炭的1/5~1/10)、效率高、效果好等优点,很多情第26卷 第9期2010年5月 中国给水排水CH I NA W ATER&WA STE WAT ERV o.l26No.9M ay2010况下可作为活性炭的替代品,在水处理中有着较为广阔的应用前景[7]。
笔者以苏北地区某水厂水源水为研究对象,采用强化混凝静态模拟试验,将常规工艺中投加混凝剂环节改为改性凹凸棒土与混凝剂复合使用,考察了改性凹凸棒土强化混凝去除微污染水源水中浊度、COD Mn、UV254和氨氮的效果,并探讨改性凹凸棒土强化混凝的作用机理,具有重大的现实意义。
1 试验部分1 1 样品研究对象为苏北某县镇级水厂水源水,常年浊度为20~30NTU、UV254为0.115~0.122c m-1、COD M n为6~9mg/L、氨氮为1.0~2.2m g/L、水温为15~25 。
试验所用天然凹凸棒土取自江苏省盱眙县古桑乡境内,为160目粉末,灰白色,碱性(p H值为8~9)。
经450 焙烧改性后的凹凸棒土(烧失率为8.65%)的化学成分见表1。
表1 改性凹凸棒土的化学组成T ab.1 Chem ical co m po siti on o f mod ified a ttapu l g ite%成分Si O2M gO A l2O3F e2O3Ca O K2O T i O2P2O5M n O N a2O 含量61.449.89.826.720.721.381.370.140.130.131 2 仪器JJ-4型六联电动搅拌器;UV1201型S H I M AD-ZU岛津紫外分光光度计(波长为190~850nm); TS2-400A台式智能散射光浊度仪(测量范围为0 ~400NTU);FA2104型单盘电子天平(称量范围为0~210g,实际标尺分度值为0.1m g)。
1 3 改性凹凸棒土强化混凝试验将一系列1000mL水样加入搅拌烧杯中,然后根据模拟投加点的不同,在不同阶段分别将不同量的高温改性凹凸棒土加入到原水中,并适时投加混凝剂,先快速(300r/m in)搅拌1m i n,再慢速(80 r/m in)搅拌3~5m i n,静沉15m i n后取上清液测p H、浊度、COD M n、UV254(经0.45 m膜过滤)和氨氮等指标。
试验过程中注意观察絮体的密实程度和沉降过程。
2 结果与讨论2 1 投加点对强化混凝效果的影响选用高温改性凹凸棒土与聚合氯化铝(PAC)结合强化混凝处理微污染水源水。
从避免改性凹凸棒土与混凝剂对有机物的竞争吸附和避免改性凹凸棒土被悬浮絮体包裹的角度考虑,改性凹凸棒土投加点应尽量后移;从保证改性凹凸棒土与水体充分混合、尽可能延长吸附时间以及便于改性凹凸棒土与水分离的角度考虑,投加点应尽量前移。
为此,试验选择如下4种投加顺序:先投加改性凹凸棒土,3 m i n后投加混凝剂(记为顺序1);先投加改性凹凸棒土,1m i n后投加混凝剂(记为顺序2);同时投加(记为顺序3);先投加混凝剂,3m i n后投加改性凹凸棒土(记为顺序4)。
试验原水浊度为20.6NTU、UV254为0.118 c m-1、COD Mn为6.82m g/L、氨氮为1.55m g/L、温度为25 ,改性凹凸棒土和P AC的投量均为20m g/L。
结果表明,投加的先后顺序和时间间隔对强化混凝效果有直接影响。
试验中,顺序2和3对上述各指标的去除效果较好,去除率分别为96.4%、30.4%、46.3%、28.8%和96.3%、29.0%、45.9%、24.9%。
这可能是因为,这两种投加顺序能保证凹凸棒土与水体较好地混合和有一定的吸附时间,利于其发挥吸附作用;而且此时混凝剂尚未完成对水中胶体的脱稳、凝聚,难以网捕、包裹与其自身尺度相当的凹凸棒土粉末颗粒,凹凸棒土受到的 包裹 作用最小。
混凝剂加入约30~60s时,在剧烈搅拌中其与水体迅速混合并完成水解,胶体脱稳并形成微絮体,经过数分钟的反应后形成比较大的絮体,这时通过混凝去除的有机物基本已结合进入絮体中。
此后的反应中,絮体进一步结合成更大的矾花,改性凹凸棒土逐渐附着在絮体上,通过沉降被去除。
顺序2较顺序3的强化混凝效果更好些,但从方便实际操作的角度考虑,顺序3也是较好的选择之一。
顺序1对氨氮的去除率最高,为30.1%,但对浊度和COD Mn的去除率较顺序2和3的低,为92.2%、43.6%。
这是因为在混凝剂投加前过早投加凹凸棒土虽延长了凹凸棒土与各污染物的反应时间,有利于对氨氮的吸附,但凹凸棒土与混凝剂产生了竞争吸附,影响了混凝剂去除水中胶体和大分子有机污染物的效果。
顺序4对各指标的去除率都较低,因为此时已有大量微絮体长成可见颗粒,絮体颗粒在紊动水流中不断与其他颗粒碰撞、结合而形成更大絮体颗粒,迅速将分散状态的凹凸棒土颗粒网捕、包裹起来,凹凸棒土的吸附作用受到制约。
2 2 投量及配比对强化混凝的影响改性凹凸棒土与PAC的投量及配比直接影响徐亚东,等:改性凹凸棒土强化混凝处理低浊微污染水源水研究第26卷 第9期强化混凝效果和处理费用。
试验中PAC的投量分别为15、20、25m g/L,改性凹凸棒土的投量依次为10、15、20、25、30m g/L。
原水浊度为25~28NTU、COD M n为6.68~6.82mg/L、UV254为0.116~0.119c m-1、氨氮为1.36~1.62m g/L。
2 2 1 对去除浊度的影响对于低浊度的微污染水源水,改性凹凸棒土与PAC复合联用比单独使用PAC的处理效果有了很大提高且很稳定,出水浊度保持在0.4~0.7NTU。
试验发现,在PAC投量一定的条件下,随着改性凹凸棒土投量的增加,对浊度的去除存在一个最佳投量:当PAC投量为15m g/L时,改性凹凸棒土的最佳投量为15~20m g/L(去除率为95.8%左右);当PAC投量为25mg/L时,改性凹凸棒土的最佳投量为25~30mg/L(去除率为96.5%左右)。
