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膨润土吸附效果影响因素—废水脱色

中国污水处理工程网 时间:2018-3-27 15:28:20

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  作为吸附剂,膨润土的平衡吸附量、吸附速率受到初始pH、废水浓度、吸附温度、吸

  附剂投加量等诸多因素的影响,这些影响因素都不是单一作用的,而是通过协同作用影响吸附的效果。1初始pH值:初始pH值是影响膨润土平衡吸附量和吸附速率的重要因素,主要是通过影响膨润土表面的电荷来影响吸附效果,有时还会通过影响废水中离子的存在形态来影响吸附的速率,因此在处理不同性质的污染物时需要特别注意pH的控制。大多数的研究表明吸附量在酸性情况下随着pH的升高而升高,碱性情况下吸附量先增大之后慢慢降低。Makhoukhi等研究膨润土吸附亚甲基蓝印染废水时,发现pH值在2~6时,吸附量缓慢增大,当pH·在6~10时,吸附量增大很快,当大于10之后吸附量慢慢下降。陈焕利等在膨润土吸附苯酚印染废水时也发现了同样的现象,但是吸附量增大很快的的变化点在pH=7时,当pH>10时吸附量也慢慢降低。分析认为:膨润土表面带有局部的正电荷在酸性条件下易于吸附阴离子,去除了分布于通道中的杂质,使孔道得到疏通,有利于吸附质的扩散,增强表面吸附能力,从而增强其吸附性能;pH值较低时,溶液中的H+浓度较高与废水溶液中的阳离子发生竞争吸附,吸附量升高幅度较小,随着H+浓度降低竞争吸附减少,吸附量增大加快;当pH很高,溶液中的OH-中和膨润土表面的正电荷,生成难溶物堵塞部分膨润土的孔道。

  .2废水浓度:对膨润土吸附动力学的研究表明,在其他条件不变的情况下,印染废水浓度增加,吸附剂的吸附量和去除率一般都是先增大,达到一定的峰值后,二者都会逐渐下降。因为当废水浓度增大时。膨润土表面与废水中离子接触、碰撞的机会增多,吸附的机会变。

  渠汛等采用膨润土对阳离子黄染料废水进行脱色吸附,当阳离子黄的浓度从20mg/L增加到50mg/L,脱色率慢慢增大达到98%左右,继续增加废水浓度,其脱色率明显下降。刘学贵研究聚丙烯酰胺改性膨润土对阴离子染料废水的脱色效果时发现在投加量为45mg/L脱色率达到峰值后,随着废水浓度增加,脱色率下降明显。根据双电层理论,膨润土矿物晶体带负电,在形成双电层时会进行离子交换。如果溶液中初始离子浓度过高会压缩膨润土颗粒双电层,抑制膨润土的分散和扩散,甚至使膨润土产生凝聚和聚结,影响膨润土表面吸附和离子交换的充分作用。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  3吸附温度:温度作为单一因素来研究对吸附影响的很少,更多的是在研究热力学的同时考虑到温度的作用。根据吉布斯函数理论,吸附作为典型的熵减小反应,要想等温等压情况下的吸附过程能够自发进行,必是放热反应,因此,理论上温度和平衡吸附量呈负相关。陈玉采用改性后的膨润土吸附甲基橙溶液发现随着温度的升高而降低,邱俊[22]利用十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土吸附四种不同的印染废水,发现有两种随着温度而降低,有两种反而呈现正相关,这有可能是由于随着温度的升高,增加了活化分子的百分数,有利于阳离子克服空间位阻和离子间的静电斥力获得负载,提高了平衡吸附量和吸附速率。另外,曹晓强研究发现温度的升高还会给印染废水中很多离子的水解反应带来影响,从而降低平衡吸附量。因此,综合考虑能耗、反应机理等因素,实际应用中不采取过高的反应温度。在一定情况下针对具体的印染废水,吸附剂都存在着一个最佳的投加量。吸附剂投加量过少,吸附剂的总吸附量相应地很少,难以达到治理污水的目的,随着投加量的增加,去除率会迅速增加,但是达到一个峰值后去除率保持稳定。覃岳隆]等利用膨润土对龙雀石绿进行吸附去除,投加量为1.4g/L时,去除率达到97%,之后趋于平衡。张旭源研究了膨润土对甲基橙的脱色效果,针对同样50ml的甲基橙废水分别投加了1、2、3、4、5、6g膨润土复合吸附剂,发现当用量为5g时,脱色率最大为94.6%,之后呈现下降趋势。下降的原因很可能是过多的吸附剂悬浮在液体中,不能快速的分散开,往往形成包裹、团聚而直接沉淀,不利于溶液进行离子交换另外,一次性投加过量的吸附剂,并不能达到理论上的吸附最高去除率;某些改性后的膨润土吸附剂在使用时还要考虑投加量的过多,改性介质可能会增加印染废水中的离子,影响离子交换作用。