改性膨润土强化混凝处理微污染水中HA的研究

【摘要】随着城市人口的增长和工农业的发展,由各种废水排放引起的水体污染问题日益突出,我国多数饮用水水源水质变成微污染水,直接影响着饮用者的身体健康。微污染水的主要污染物是氨氮、有机物,而常规水处理工艺通常为混凝—沉淀—过滤—消毒,该工艺并不能有效的去除氨氮和有机物。因此,迫切需要研究开发安全、高效、经济及方便可行的除污染新工艺及新材料。针对常规水处理工艺处理有机物存在的问题,本研究选择八烷基多糖苷季铵盐、十二烷基多糖苷季铵盐和A1C13作为改性剂,采用微波辐射加热方法制备微波改性膨润土、铝改性膨润土,以改性膨润土对自配腐植酸溶液的去除效果为指标,制备了新型改性膨润土水处理剂。并对改性膨润土制备的工艺条件进行了优化分析,且进行了结果表征,初步探讨了改性的机理；本实验还考察了影响改性膨润土去除微污染水中腐植酸的因素,并探究了改性膨润土对腐植酸的去除机理。改性膨润土的制备实验结果显示,去除初始浓度为15.0mg/L的腐植酸,本实验中最佳的改性膨润土是C12-Al-bent,最佳的制备工艺条件为：M=6.2g/100g,L/S=1.6mL/g,R=20%,Q=120W,t=6min,D=2.0mmol/g。SEM显示膨润土经改性后,表面特性发生明显变化,孔隙的结构得到改善,膨润土颗粒的粒径变小而均匀。有机盐离子改性进入蒙脱石层间主要包括两种作用：离子交换作用与分配作用。而铝改性膨润土的改性则是由无机金属阳离子的离子交换作用、表面反应作用共同作用而成。改性膨润土对腐植酸有较好的去除效果,其中,因铝盐的混凝作用使得铝改性膨润土对腐植酸的去除效果略优于微波改性膨润土。改性膨润土的投加量、腐植酸的初始浓度、反应时间、pH值等反应条件均对其去除腐植酸产生影响。改性膨润土的投加量对去除腐植酸影响的规律是：去除率随着投加量的增大而增大,达到峰值后,再投加改性膨润土,对去除率的影响不大；腐植酸的初始浓度越高,改性膨润土对腐植酸的去除效果则越差；改性膨润土与腐植酸的反应速率很快,反应22min以后,其对腐植酸的去除率达到90%以上；再增加反应时间,其对腐植酸的去除率变化不大；因为膨润土具有缓冲作用,pH在4～8范围内,pH值对改性膨润土去除腐植酸的效果影响不大,而pH值为强酸或强碱时,改性膨润土对腐植酸的去除效果不佳。改性膨润土和PAC联用微污染水中腐植酸的去除效果比只使用改性膨润土或者混凝剂的试样好,改性膨润土起强化混凝作用。改性膨润土对腐植酸的去除以吸附为主,同时伴随着混凝作用、表面反应作用与一些深度效应。
【作者】范恒；
【导师】聂锦旭；
【作者基本信息】广东工业大学，市政工程，2014，硕士
【关键词】改性膨润土；强化混凝；微污染；腐植酸；

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