膨潤土復合新型吸附劑處理含Mn2+廢水

更新時間：2014-08-20 16:03 來源：環境工程學報作者: 閱讀：1675

摘要：針對廢水中Mn2+難去除問題，利用經高溫焙燒制備的膨潤土-粉煤灰復合新型吸附劑對廢水中的Mn2+進行吸附處理實驗研究。研究了新型吸附劑在不同的吸附時間、pH、初始Mn2+濃度條件下對Mn2+的吸附去除效果影響、Fe2+、Mn2+共存時競爭吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反應動力學。

實驗結果表明，新型吸附劑處理Mn2+濃度為35mg/L的廢水，在溫度25℃、轉速100r/min、投加量20g/L、吸附時間120min、pH≥7時反應條件最佳，Mn2+的去除率均可達到90%以上；Fe2+、Mn2+共存時，存在競爭吸附，Fe2+會被優先選擇吸附去除，Fe2+的存在會影響Mn2+的去除效果；膨潤土復合新型吸附劑對Mn2+的吸附行為符合Langmuir等溫吸附模型和準二級動力學模型。新型吸附劑對廢水中的Mn2+有很好的去除效果，而且能有效解決膨潤土不易固液分離問題，可作為含Mn2+廢水高效、廉價、環保的水處理吸附劑。

工礦企業廢水中含有的大量重金屬離子（如Fe2+、Mn2+等）對環境危害很大。廢水若不經有效處理，直接排放到環境中會造成土壤、水體污染并最終危害人體健康。因此，尋找一種較為廉價的污水凈化材料，降低污水的處理成本，提高凈化效率，已經成為礦山環境保護中急待解決的問題。

膨潤土是一種來源廣泛、價格低廉、無二次污染、可再生的綠色水處理材料。它具有較大的比表面積、較強的吸附能力和陽離子交換能力等優點，使得其在廢水處理中有一定優勢。應用天然膨潤土作為吸附劑經過有機或無機改性后其吸附性能可有較大提高。有研究表明，膨潤土及改性膨潤土對含Mn2+廢水均具有較好的去除效果。

考慮到直接使用膨潤土處理廢水存在不易泥水分離從而影響廢水處理效果的問題，本實驗在膨潤土中加入粉煤灰、粘結劑制備顆粒，經焙燒后制成了膨潤土復合顆粒吸附劑。由于粉煤灰為玻璃質，從爐膛出來的原灰表面有大量的Si-O-Si鍵，經與水相互作用后，顆粒表面會出現大量的羥基，使其具有較強的親水性、吸附性和表面化學活性，且呈堿性可中和酸，經焙燒改性后的膨潤土復合顆粒打破了硅氧結構極強的吸水性，比表面積將增大，陽離子交換能力增強，同時粘結劑經過高溫熱解后生成的NaO與膨潤土、粉煤灰中的SiO2、Al2O3等物質發生反應生成硅鋁酸鹽混合物，使得膨潤土-粉煤灰復合顆粒的強度增強，散失率小，解決了固液分離問題，可實現固廢資源化利用，為膨潤土復合新型吸附劑應用于含重金屬離子的廢水的處理奠定基礎。

本研究考察膨潤土復合新型吸附劑經焙燒改性后對Mn2+的吸附去除效果影響，Fe2+、Mn2+共存時競爭吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反應動力學。

1實驗部分

1.1實驗主要材料

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