新型吸附剂在染料废水处理中的应用 3页

··Vol.36No.7（2005）文章编号：1006-4184（2005）07-0018-03新型吸附剂在染料废水处理中的应用摘要：关键词：目前，全世界使用的染料品种达数万种，其中基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC,40%)。(3)活性翠蓝：活性染料由于色泽鲜艳，色谱齐全，正被越来越广KN-G，最大吸收波长λ=615nm。(4)活性嫩黄：泛地采用。但活性染料良好的亲水性和理化特征，K-4G，最大吸收波长λ=420nm。[1]1.1.2主要试验仪器使其成为印染废水中难去除的染料之一。膨润土在我国储量大，价格便宜。膨润土矿主721型分光光度计，pHS-2型精密酸度计，要组分蒙脱石具有独特的晶体结构，拥有良好的阳SHA-C型水浴恒温振荡器，LD5-2A型离心机，离子交换性能和高比表面积等特性，作为废水处理78-1A型磁力加热搅拌器，COD恒温速测仪。[2]1.2PDMDAAC-膨润土的制备方法的吸附剂在国内外以被广泛的应用。膨润土直接用于处理染料废水几乎没有处理效果，因此在使用称取5g聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC,前须进行转型和改性。比较常用的改性膨润土为酸40%）溶于100mL蒸馏水中，加入50g干燥的钠基膨活化膨润土，常将其与其它方法结合使用，如酸活润土，在60~70!水浴中搅拌2h，产物经真空抽滤，[3-4]化膨润土-絮凝法，然而这种方法也存在分离用蒸馏水洗涤2次，滤干后，在80~90!下烘干2h，慢、处理废水的浓度低等特点。再在105!下活化1h，经研磨，过120目筛，制成本研究的目的是用聚二甲基二烯丙基氯化铵PDMDAAC-膨润土。（PDMDAAC）改性膨润土制得PDMDAAC-膨润1.3染料废水的配制及脱色试验土，并与硫酸酸化土和高温熔烧土做了比较，并用准确称取3.0g活性翠蓝KN-G,3.0g活性嫩黄PDMDAAC-膨润土对实际染料废水进行了处理。K-4G,分别溶于10L自来水中，搅拌均匀，配成浓度1试验部分为0.03%的模拟印染废水。1.1试剂与仪器取200mL染料废水于锥形瓶中，加入一定量的1.1.1试剂改性膨润土，搅拌一定时间，离心，过滤，测定剩余(1)钠基膨润土：山东潍坊产，经研磨过120目染料浓度，其脱色率η为:η=（1-A/AO）"100%1.4温度条件的预试验筛，主要成分为灰白色；经X射线衍射分析为含钠型蒙托石。按文献[5]的方法测得土样的阳离子交换用活性翠蓝KN-G、活性嫩黄K-4G两种染料容量(CEC)为60meq/100g该膨润土的膨胀倍数为的0.03%水溶液分别在10!、15!、25!、35!进行15mL/g，胶质价为100mL/15g，pH为7.0。(2)聚二甲2h的PDMDAAC-膨润土吸附脱色试验，结果表明，脱色率在此温度范围内没有明显差异。收稿日期：2005-03-281.5关于吸附速度的预试验作者简介：王红梅，(1968-)，女，山东师范大学化学专业毕业，现就读于山东大学环境工程专业硕士研究生。主要从事水环境保护、环称取0.5g不同改性膨润土，加入已预先恒温至境化学方面的教学及科研工作。n··25!的200mL含染料0.03%的水溶液中，开动搅的增加会大大增加后续工艺的处理难度和成本。可拌，每隔10min抽取10mL悬浊液，离心，过滤，测定见PDMDAAC-膨润土对两种活性染料的吸附能力剩余染料浓度。结果表明，最强。因此选择PDMDAAC-膨润土处理染料废水25!时两种染料在30min内均可达到平衡。较为合理。1.6吸附率-废水pH值关系的测定同时为了了解PDMDAAC-膨润土的吸附性分别取200mL模拟废水，用盐酸和氢氧化钠溶能，还对PDMDAAC对两种模拟废水进行处理，液调节不同的pH值，各加0.5gPDMDAAC-膨润PDMDAAC对两种模拟废水几乎没有去除效果。土，搅拌60min,测定滤液的脱色率。表1不同改性方法制备的膨润土的吸附效果比较2结果与讨论改性方法投加量/g对活性翠蓝去除率/%对活性嫩黄去除率/%高温熔烧法0.519.113.42.1溶液pH值对PDMDAAC-膨润土吸附染料的硫酸酸化法0.528.319.4影响有机膨润土0.578.254.9pH值对PDMDAAC-膨润土对活性翠蓝2.3阳离子有机膨润土处理实际印染废水KN-G、活性嫩黄K-4G两种染料的吸附结果见图1本试验所用实际废水为山东某印染厂经混凝所示。--生化处理后的印染废水，染料以K、KN型活性染料为主，pH值为8，最大吸收波长为520nm,吸光度为0.36，COD值为183mg/L。通过实验确定有机膨润土处理低浓度印染废水的最佳工艺条件和投加量。2.3.1pH值对印染废水处理效果的影响取200mL实际废水，调溶液pH值，分别加0.2gPDMDAAC-膨润土，搅拌30min，离心分离，测定其吸光度和COD值，计算COD去除率和脱色从图1可见，pH值对去处两种染料的影响规律率，考察溶液pH值对印染废水处理效果的影响。结基本是一致的，pH值<7时，pH值越小，脱色效果越果见图2。好，在pH值>7时，pH值越大，脱色效果越好。这是因为，在强酸性条件下，染料分子含有亲质子基团，极性极大，容易被吸附到阳离子膨润土的颗粒上；在强碱性条件下，染料溶液的Zeta电位降低，易发生聚沉，这种聚沉作用使得阳离子膨润土对染料的[6]吸附作用增强。2.2不同改性膨润土与膨润土、PDMDAAC脱色效果比较从图2可以看出，色度去除率与COD去除率在相同的实验条件下，在0.03%的活性翠蓝在中性条件下较差，在酸性和碱性条件下较好。考虑KN-G、活性嫩黄K-4G溶液中，投加0.5g膨润土，到排放标准，pH值控制在8为宜。膨润土对两种染料几乎没有脱色效果。按照文献[7]2.3.2搅拌时间对COD和色度去除率的影响制得450!高温熔烧土和0.5mol/L的硫酸酸化土，按照试验1.5考察搅拌时间对印染废水处理效分别对0.03%活性翠蓝KN-G、活性嫩黄K-4G进果的影响。行处理，处理效果见表1。从表1可以看出改性膨润当吸附时间超过30min时，印染废水的COD土的吸附能力均比原土有所提高，但吸附性能的增和脱色率均趋于稳定，此时已基本达到吸附平衡，这加程度不同，其中高温熔烧土和硫酸酸化土的吸附说明试验中采用吸附时间为30min时可行的。性能增加不大，而PDMDAAC-膨润土的吸附性能2.3.3PDMDAAC-膨润土投加量对吸附效果的影响比原土有了大幅度的提高。尽管高温熔烧法、硫酸分别向盛有0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g、0.6g酸化法制备改性膨润土的成本较低，增加改性膨润PDMDAAC-膨润土的烧杯中，加入200mL印染废土的投加量可使废水的处理效果提高，但是投加量水，置于磁力搅拌器上进行搅拌，30min后过滤，测n##Vol.36No.7!2005"定滤液的COD值和吸光度，计算COD去除率和脱产生进一步的聚集，从而形成体积大而结实的下沉色率，考察投加量对印染废水处理效果的影响。结型羊毛状絮体，然后沉淀下来。果见图3。4结论(1)各种改性膨润土对印染废水的脱色率均高于膨润土原土，而PDMDAAC-膨润土的吸附性能比原土有了大幅度提高，对实际废水的脱色率为98%以上，CODcr去除率可达67%。(2)PDMDAAC-膨润土对印染废水的脱色率略高于活性炭的脱色率，但处理时间远少于用活性炭处理的时间，说明PDMDAAC-膨润土在深度处由图3可以看出，随着投加量的增加，印染废理印染废水方面可以取代或者部分取代活性炭。水的COD和色度去除率均增大，其中脱色率的增参考文献：加较大，说明PDMDAAC-膨润土对印染废水具有[1]苏玉萍，奚旦立.活性染料印染废水混凝脱色研究较好的脱色效果。在投加量为0.15%的情况下，可使[J].上海环境科学，1999，18（2）：88~90.废水的COD降至60mg左右，色度约为2倍。即达[2]冀静平，祝万鹏，孙欣.膨润土的改性及对染料废水到GB-4287-92《纺织染整工业污染物排放标准》的处理研究[J].中国给水排水。1998，14（4）：7-9.（Ⅰ级）中的相关标准。[3]陈群燕，钟卫国.AB生化法在印染废水处理中的应用[J].水处理技术，2003,29(4):236-2383膨润土的改性机理[4]杭瑚,胡博路，杨宏,等.膨润土吸附一絮凝法处理废经阳离子表面活性剂改性制得的有机膨润土，水中的有机染料[J].环境科学，1994,15(1):42-45.由于季铵盐阳离子进入膨润土的层间，使有机膨润[5]张乃娴，赵惠敏，李幼琴,等.粘土矿物研究方法[M].土的层间距比原土有不同程度的增大，其有机碳含北京：科学出版社，1990.量增加，疏水性能得以改善，因此，去除水中有机物[6]赵华章，高宝玉，岳钦艳.二甲基二烯丙基氯化铵的能力大大增强。（DMDAAC）聚合物的研究进展[J].工业水处理，1999，19当将有机膨润土加入到染料废水中时，膨润土（6）：1-4.表面的长碳链有机阳离子通过氢键力和范德华力[7].王连军，黄中华，刘晓东,等.膨润土的改性研究[J].工业水处理，1999，19（1）：9-11.对有机染料分子进行吸附桥联和网捕缠绕作用，使原来分散在染料溶液中的细微悬浮液和胶体颗粒ApplicationofNewTypeAbsorbentinTreatmentofWastewaterfromDyestuffIndustryWANGHong-mei,ZHENGZhen-hui(JiningVocationalandTechnicalCollege,Shandong,272122,China)Abstract:PDMDAAC-bentonitewassynthesizedbyusingpolydimethyldiallylammoniumchloride(PDMDAAC)andbentonite.ThePDMDAAC-bentonitewasusedasadsorbentinadsorptiontotreatReactiveTurquoiseBlueKN-GdyestuffwastewaterandReactiveFlavineK-4Gwastewaterrespectively.TheresultsshowedthePDMDAAC-bentonite'sadsorptionabilitywasbestbycontrastingothermodifiedbentonite.TheefficienciesofPDMDAAC-bentoniteforcolorandCODremovalofactualwastewaterweregreaterincomparisonwithactivatedcarbon.Inthisexperimentofactualwastewater,thesuperiorityofthenewadsorbentPDMDAAC-bentonitewasconfirmed.Keywords:Bentonite;Modify;Adsorption;Polydimethyldiallylammoniumchloride;Wastewatertreatment