摘要：针对废水中Mn2+难去除问题，利用经高温焙烧制备的膨润土-粉煤灰复合新型吸附剂对废水中的Mn2+进行吸附处理实验研究。研究了新型吸附剂在不同的吸附时间、pH、初始Mn2+浓度条件下对Mn2+的吸附去除效果影响、Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。
实验结果表明，新型吸附剂处理Mn2+浓度为35 mg/L的废水，在温度25℃、转速100 r/min、投加量20 g/L、吸附时间120 min、pH≥7时反应条件最佳，Mn2+的去除率均可达到90%以上；Fe2+、Mn2+共存时，存在竞争吸附，Fe2+会被优先选择吸附去除，Fe2+的存在会影响Mn2+的去除效果；膨润土复合新型吸附剂对Mn2+的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。新型吸附剂对废水中的Mn2+有很好的去除效果，而且能有效解决膨润土不易固液分离问题，可作为含Mn2+废水高效、廉价、环保的水处理吸附剂。
工矿企业废水中含有的大量重金属离子（如Fe2+、Mn2+等）对环境危害很大。废水若不经有效处理，直接排放到环境中会造成土壤、水体污染并最终危害人体健康。因此，寻找一种较为廉价的污水净化材料，降低污水的处理成本，提高净化效率，已经成为矿山环境保护中急待解决的问题。
膨润土是一种来源广泛、价格低廉、无二次污染、可再生的绿色水处理材料。它具有较大的比表面积、较强的吸附能力和阳离子交换能力等优点，使得其在废水处理中有一定优势。应用天然膨润土作为吸附剂经过有机或无机改性后其吸附性能可有较大提高。有研究表明，膨润土及改性膨润土对含Mn2+废水均具有较好的去除效果。
考虑到直接使用膨润土处理废水存在不易泥水分离从而影响废水处理效果的问题，本实验在膨润土中加入粉煤灰、粘结剂制备颗粒，经焙烧后制成了膨润土复合颗粒吸附剂。由于粉煤灰为玻璃质，从炉膛出来的原灰表面有大量的Si-O-Si键，经与水相互作用后，颗粒表面会出现大量的羟基，使其具有较强的亲水性、吸附性和表面化学活性，且呈碱性可中和酸，经焙烧改性后的膨润土复合颗粒打破了硅氧结构极强的吸水性，比表面积将增大，阳离子交换能力增强，同时粘结剂经过高温热解后生成的NaO与膨润土、粉煤灰中的SiO2、Al2O3等物质发生反应生成硅铝酸盐混合物，使得膨润土-粉煤灰复合颗粒的强度增强，散失率小，解决了固液分离问题，可实现固废资源化利用，为膨润土复合新型吸附剂应用于含重金属离子的废水的处理奠定基础。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
本研究考察膨润土复合新型吸附剂经焙烧改性后对Mn2+的吸附去除效果影响，Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。
1实验部分
1.1实验主要材料
详情请点击下载附件：膨润土复合新型吸附剂处理含Mn2+废水
