凈水處理劑-有機膨潤土（二）

天然膨潤土中由于表面硅氧結構具有極強的親水性和層間大量可交換性陽離子的水解，使其表面通常存在一層薄的水膜，而不能有效地吸附疏水性有機污染物，限制了在水處理領域的應用。因此，對天然膨潤土的改性受到了廣泛的重視。通過酸、氧化劑、無機鹽等無機物對膨潤土進行改性，可明顯改善其對有機污染物的吸附性和離子交換性能。目前，在水處理領域應用較多的改性膨潤土包括：活化膨潤土、有機膨潤土、交聯膨潤土以及有機交聯膨潤土。

膨潤土的鈉化改型是在一定條件下，用N2C03溶液浸泡鈣基土，并多次更換浸泡液，經過一定時間以后加工處理，使鈣基土轉化為鈉基土。

膨潤土的改性可以通過加入改性劑（無機改性劑、有機改性劑、無機-有機復合改性劑）進行：無機改性劑使分散的礦物單晶片形成柱狀締合結構，在締合顆粒之間形成較大的空間，改變了膨潤土在水中的分散狀態及性質，或通過表面活性劑的改性制得有機膨潤土，使其碳含量增加，疏水性能得以改善，増加其對有機物的去除能力。

方法1：將干燥、過120目篩的原土50g倒入250mL錐形瓶，加入一定量的改性劑溴化十六烷基三甲銨后，在60°C水浴中攪拌一段時間，產物真空抽濾，用一定蒸餾水洗滌；濾過等后處理，再與短碳陽離子表面活性劑四甲基溴化銨按不同配比制成改性膨潤土。

方法2：將水分散膨潤土后再加入定量的碳酸鈉或磷酸氫二鉀，在振蕩24h(25°C)后離心分離，于103~105°C下干燥，粉碎制成粉狀無機改性膨潤土。

方法3：天然無機非金屬材料膨潤土有塊狀膨潤土和粉末膨潤土兩種，其中粉末膨潤土（過200目篩）為經過陳化法，即干粉混合法改性的鈉基膨潤土；塊狀膨潤土為未經改性的鈣基膨潤土，使用前研磨至粉末狀，并過200目篩。

方法4：常溫改性，將4%鈉化劑（以膨潤土為基準）先溶于水中，再與研磨膨潤土混合，配成濃度為5%的懸浮液，在常溫攬拌下改性，改性時間為24h。加熱改性，鈉化劑用量及研磨膨潤土濃度與常溫改性相同，處理時間為2h。

方法5：鎳鋯交聯膨潤土，在攬拌情況下，將一定濃度的NaOH溶液緩慢滴加到一定濃度的NiS04溶液中，在室溫下靜置24h,制得鎳交聯劑；將一定濃度的ZrOC3溶液，在室溫下靜置24h,制得鋯交聯劑。將結交聯劑滴加到3%的黏土料漿中，調節pH值，攪拌3h,靜置2h,再將鎳交聯劑滴加到黏土料漿中，繼續攬拌3h,靜置24h,過濾、干燥、活化，制得鎳鋯交聯膨潤土。

方法6：在攪拌情況下，將一定濃度的TiC4溶液，緩慢加入到一定濃度的HCI溶液中，冷卻后定容。在室溫下靜置5h以上得溶液甲；在攬拌條件下，將NaOH溶液緩慢加入到一定濃度的FeCI3溶液中，直至[OH-]/[Fe3+]2,得到溶液乙。將溶液甲與溶液乙混合，即得鐵鈦交聯劑。

我國天然膨潤土多為鈣基膨潤土，其表面積及化學特性遠遠不如鈉基土，所以在改性前先進行鈉化改型，改型后可以改善膨潤土的物化性能及工藝特性，鈉基土具有負電性，多吸附中心，因此具有良好的吸附能力。

實際用途

目前無機、有機和無機-有機改性膨潤土研究較多，且大部分改性膨潤土主要用在重金屬廢水、有機廢水和染料廢水的處理中。用改性膨潤土去除含油廢水中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯，去除率分別為75%、87%、和89%。膨潤土處理濃度為1500mg/LM乳化廢水，投加0.5~1.0g/L時,去除率達90%以上。

有機交聯膨潤土吸附劑對造紙廢液的處理。一定條件下，對COD的吸附效率可達61.5%,吸附容量為549.3mgCOD/g。

膨潤土化學成分相當穩定，在多水采用交聯有機膨潤土吸附劑可用于處理水體中的污染物質，除無機化合物外，還含有膨潤土的主要成分為層狀硅鋁酸鹽蒙脫石。其中含有少量堿和堿土金屬的含水硅鋁酸鹽，屬單斜晶系。

膨潤土的主成分為二氧化硅和三氧化二鋁，并含有少量鎂、鈣、鉀、鈉、鐵等。由于膨潤土的恃殊結構，使其具有許多優良的性能，膨潤土的吸水性很高，吸水后的膨脹倍數可達80倍以上；膠質價表示性能，在膠質價大于100時呈膠狀，其理化性能以鈉基為好，在水介質中不沉淀；膨潤土親水粒徑小，與水混合時表現出很大的黏結性。

用膨潤土可制取4A沸石，作為水處理劑，可大大降低生產成本，且對環境保護具有重要意義。

以膨潤土為主要原料，并加以輔助原料經過低溫活化反應制備凈水劑，該凈水劑對生活污水和酒廠生產廢水均有較好的處理效果。用經酸處理的膨潤土處理氨基酸廢水，一定條件下，膨潤土對賴氨酸的吸附可達200mmol/100g。利用交聯膨潤土吸附處理COD廢水，廢水的COD值由1000mg/L降至254mg/L,吸附容量為49.7mgCOD/gSTB,吸附效率為74.6%。

膨潤土具有比表面積大、陽離子交換容量大、熱穩定性高、吸附能力好的特性,還能夠再生循環使用，是一種高效低廉的環保吸附劑，在廢水處理中具有廣闊的應用前景。印染廢水是一種較難處理的工業廢水，近年來改性膨潤土對印染廢水的脫色處理取得了一定進展，吸附機理主要是物理吸附。經鈉化和無機聚合物改性膨潤土吸附劑在投加量為0.1%時，處理紅色印染廢水脫色率達88%以上，處理藍色廢色率達98%。使用0.01%膨潤土加0.005%的聚合氯化鋁，可使以陽離子為主的印染廢水脫色率達94%~100%。改性膨潤土除了對重金屬離子、染料等的吸附脫色作用外，還具有一定的光化學催化降解作用。

膨潤土是一種天然、無毒、無味、對環境無害的吸附劑。膨潤土及改性膨潤土應用于污水處理中有其獨到的優越性：價格便宜、原料易得，再加工方法簡便易行，熱穩定性好，具有綜合處理廢水的能力，對重金屬離子的去除具有廣譜性，失效后也比較易于再生。

重金屬離子可在水生生物中富集，通過食物鏈危害人體健康。吸附法是處理含重金屬離子廢水的一種很有前途的方法。膨潤土具有較大的比表面積及離子交換容量，吸附性能好，對廢水中重金屬離子的吸附有著恃殊功效。

用腳料制成復合凈水劑，處理不同原料的造紙廢水，效果優于硫酸鋁絮凝法和酸析法。

黏土類吸附劑由于其特殊結構而具有良好的吸附和離子交換性能及其低廉的價格和豐富的儲量，在廢水處理領域表現出廣闊的應用前景。