膨润土的改性及在有机废水处理中的应用

    

 膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，应用广泛，目前已越来越多的应用于废水处理中，但未经处理的膨润土吸附脱色的性能较差，故一般用于废水处理的膨润土往往要经过一次或两次改性处理，以增大其比表面积，改善其吸附能力，常用的改性方法有两种：活化法，添加改进剂法，改性膨润土具有吸附脱色性能优良，废水处理效果好等特点，从而扩大了其应用范围。

　　人类开发利用膨润土已有近百年历史，随着科技的发展，研究方法和手段的完善，对膨润土成分、性质和性能了解的深人以及社会发展对矿物需求的增加，膨润土矿的应用越来越广泛。20世纪2O年代，应用仅限于钻井泥浆、铸造型砂等少数几个领域，到50年代，它已成为冶金工业铁球团的粘和剂、化学工业的吸附、脱色净化剂和环保消毒防护剂，随之出现了形形色色的膨润土有机复合物，并有效地应用于污水处理中，大大扩展了膨澜土的应用领域，至今，应用膨润土的行业达l0余个，与膨润土有关的产品多达400-500种，被人们誉为万能矿物原料。

　　尽管钠基膨润土的物化性能较钙基膨润土好，但由于膨润土表面硅氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，故未经改性的膨润土吸附处理有机物的性能较差。一般用于废水处理的膨润土都经过一次或两次改性处理，常用的膨润土改性方法有两种：活化法；添加改进剂法。改性后膨润土的比表面积及吸附能力都有进一步提高，因而改善了吸附脱色等性能，提高了废水处理效果。

　　天然膨润土经高温焙烧、酸或氧化等活化处理后，对废水COD的去除率及脱色率均有提高，其中，高温焙烧活化后的吸附剂对染料废水COD和色度的去除率比其它活化方法好，与原土相比，活化膨润土比表面积增加，空隙结构疏松，吸附性能得到改善。

　　添加无机改进剂膨润土的无机改性是通过加入无机高分子改性剂，使分散的矿物单晶片形成柱层状缔合结构，在缔合颗粒之间形成较大的空间，能够容纳有机大分子，因此改变了原矿物在水中的分散状态及性质，提高了其对有机物的吸附和离子交换能力。

　　添加有机改进剂。有机膨润土是通过在膨润土表面用有机离子(典型的为季铵结构)交换非有机离子(inH、Na)得到的，有机膨润土的矿物表面是有机相的(即季铵阳离子不会被强烈水合)，因而有机膨润土要比常规膨润土对有机污染物具有更强的吸附能力。

　　添加无机一有机复合改进剂。除分别对膨润土进行无机、有机改性外，还可以同时加入无机、有机物制得无机一有机复合膨润土。其制备流程一般为：先用无机聚合物处理原矿物，使其进入矿物的层间，撑大了层间距，且导致电荷反转，再加入表面活性剂，长碳链亲水性一端具有强烈的吸附架桥作用，且由于疏水作用形成长碳链尾部的强烈反应，弥补了表面吸附自由能电荷部分的不良影响，从而大大地提高了原矿物处理染料废水的效果。

　　总之，无机膨润土对各种复杂成分的水处理适用性强，可有效地去除细微悬浮颗粒，但生成的絮体不及有机高分子生成的絮体大，且单独使用投药量大；相对来讲，有机膨润土用量少．絮凝速度快，介质pH及环境温度影响小，且脱色性能好．污泥量小。但目前合成的某些有机膨润土或其易水解．或其降解产物有毒．且成本较高，使其应用受到限制。因此．系统深人地研究有机一无机复合型膨润土的合成方法、合成机理、结构、性能及其在有机废水处理中的应用等，将对进一步开发新型改性膨润土及其在环境保护．特别是废水处理及环境修复中的应用具有重大意义．并为充分开发利用我国丰富的膨润土资源提供较为广阔的应用前景。