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海泡石作為治理水污染材料的應用

2022-08-24 14:55:07

海泡石是一種具有吸附活性的自然硅酸鹽黏土礦物,它在水污染、土壤污染及大氣污染中可作為一種很好的吸附劑。下面跟著海泡石廠家一起看看海泡石作為水污染治理材料的應用吧!


海泡石或改性海泡石在水污染治理方面是一種效果好易再生的新型吸附劑,可用于處理含有有機染料、含油廢水、養殖廢水、鋁材切削液廢水、垃圾滲濾液、腐殖酸、氨氮、微囊藻、果糖、雙酚A、六氯丁二烯、苯乙烯、萘、菲、十溴聯苯醚、氯草敏、苯噻酰草胺、有機磷、阿特拉津等有機污染物、重金屬、有害非金屬、硝酸鹽、含氟廢水、放射性核素等無機污染物的廢水。


(1)海泡石陽離子有機染料廢水處理材料

造紙和印染等工業排放的廢水中因含有大量的有機染料,李方文等采用硫酸改性的海泡石處理印染廢水,COD去除率達80%以上,SS去除率和脫色率可達90%以上。張麗蓉則采用陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)對海泡石進行改性,改性后的海泡石對100mg/L的孔雀石綠染液的脫色率高達98%、吸附量達98.5mg/g,吸附能力與粉末活性炭不相上下,且其經4次HCl處理再生后仍具有較好的吸附性能。


(2)海泡石陰離子染料廢水處理材料

海泡石經過改性后,不但對陽離子染料具有較好的吸附性能,也能對以陰離子有機染料為主的廢水具有較高的去除率和脫色率。


楊勝科等以十六烷基三甲基溴化銨改性的海泡石吸附曙紅Y,發現改性后海泡石的纖維更加蓬松,孔隙度變大,對曙紅Y的吸附率高達百%,吸附機理主要是物理靜電吸附。李計元等發現CTAB改性后的海泡石對剛果紅初始濃度為200mg/L的廢水的脫色率明顯大于海泡石原礦和酸改性海泡石的,吸附為物理吸附。CTAB通過靜電作用吸附在海泡石表面,未對海泡石的晶體結構造成影響,且有機改性使海泡石表面由負電位變為正電位,加強了對陰離子染料的靜電吸附能力。


(3)海泡石含油廢水處理材料

為了解決海泡石由于表面酸性小和通道窄導致的處理含油廢水效果不佳的問題,林鑫等對海泡石進行熱活化后再用于處理含油廢水,結果表明海泡石經400℃熱活化后,比表面積由247.797m2/g增加到305.849m2/g,改性后的海泡石對模擬含油廢水COD的去除率高可達94.98%。


(4)海泡石鋁材切削液廢水處理材料

鋁材切削液廢水中含有脂肪油、脂肪酸、脂類、高級醇類等有機物,需進行處理后再排放。利用傳統的Fenton反應雖然處理難降解有機物時具有較好的效果,但反應需在酸性條件下進行。


對此,嚴松等以酸(硝酸)熱改性的海泡石為載體,利用浸漬-共沉淀法負載CuO、MnO制備出中性條件下催化H2O2氧化催化劑,結果表明:在中性條件下,催化劑對鋁材切削液廢水的COD去除率為88%,并且催化劑具有良好的穩定性和重復使用性.該催化劑連續使用5次后,催化活性沒有明顯變化.廢水經該催化劑處理后,可生化性得到明顯提高。


(5)海泡石垃圾滲濾液處理材料

城市垃圾堆放產生的滲濾液中含有高COD,氨氮濃度較高,成分復雜,許朋朋等制備了以海泡石為載體的負載TiO2吸附劑,TiO2/海泡石吸附劑投加到稀釋至COD為437.2mg/L的垃圾滲濾液中,TOC降解率為65.47%,COD降解率為55.56%。


(6)海泡石飲用水處理材料

腐殖酸(HA)是自然水體中有機物質的主要成分,是飲用水水源有機微污染控制的對象。陳衛等采用一步原位共沉淀法制備了磁改性海泡石,磁改性海泡石對HA的去除率可達78.4%,經7次脫附再生循環使用后,對HA的去除率仍可達71%。


(7)海泡石氨氮處理材料

顏酉斌等采用酸化法對海泡石進行改性,再將改性海泡石作為人工濕地的填料,研究了其對生活污水中的氨氮去除效果,發現以海泡石為填料的人工濕地的出水氨氮濃度為1.8mg/L,而沙填料池中出水濃度為10mg/L,含海泡石的濕地對氨氮的去除率為85%,海泡石用于氨氮廢水的處理很有開發價值。


(8)海泡石微囊藻處理材料

李凱等比較了海泡石、膨潤土、高嶺土、蒙脫土和凹凸棒對銅綠微囊藻的去除效果,指出單獨投加黏土礦物時,海泡石的除藻效果較為顯著.采用殼聚糖對海泡石進行改性,可進一步提升其除藻效果,殼聚糖-海泡石復合體除藻劑的pH使用范圍廣,且效率高、經濟適用、除藻效果明顯,可在相對程度上預防藻華的再次爆發。


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(9)海泡石果糖處理材料

生產果糖排放的廢水中含有大量果糖,伍明等研究了海泡石對果糖的吸附性能,并與活性炭進行了對比,發現0.3g的海泡石對50mL的0.1mg/mL標準液中果糖的去除率接近百%,而活性炭則需要2.4g才能達到對果糖的較大吸附量,且去除率僅有海泡石的一半。吸附于海泡石上的果糖可進行解吸回收,也可直接應用于飼料或醫藥行業。


(10)海泡石雙酚A處理材料

針對傳統處理難降解廢水的光-Fentou技術存在的可見光利用率低、回收難等問題,Liu等以海泡石為催化劑載體,制備了一種非均相等離子體光催化劑Ag/AgCl/鐵-海泡石催化劑,該催化劑降解雙酚A的效果優于Ag/AgCl和Fe-海泡石,雙酚A基本被完全降解。


(11)海泡石六氯丁二烯處理材料

六氯丁二烯等鹵代烴類污染物是地下水中主要的有機污染物之一,劉玉茹等以海泡石作為納米鐵催化劑的載體,在預防納米鐵顆粒團聚的同時,還能與其產生協同催化作用。研究指出海泡石負載型納米鐵對六氯丁二烯的去除率可達95%,且酸性環境下的去除效果很好,中性環境次之,堿性環境很差。


(12)海泡石苯乙烯處理材料

苯乙烯是我國惡臭污染控制的八大受控物之一,楊斌彬采用先水熱后鹽酸改性的方法對海泡石進行改性,改性后海泡石對苯乙烯的飽和吸附量達132mg/g,升溫不利于吸附。


(13)海泡石萘處理材料

萘是一種稠環芳香烴,有毒,可致癌,Ozcan等采用十二烷基三甲基溴化銨改性海泡石,改性海泡石對萘的飽和吸附量為24.09mg/g,吸附為物理吸附。


(14)海泡石菲處理材料

菲是一種多環芳烴,微毒,穆森以季銨鹽型雙子表面活性劑對海泡石進行改性,改性海泡石對菲的去除率為90%以上,pH值和溫度會對吸附產生明顯影響,該項研究可為海泡石處理含有多環芳烴類污染物的廢水提供理論依據。


(15)海泡石十溴聯苯醚處理材料

十溴聯苯醚是一種具有難降解和生物蓄積性特點的污染物,母娜以HCl改性的海泡石為載體,制備的海泡石負載型納米零價鐵對水中十溴聯苯醚的去除率幾乎為百%。


(16)海泡石農藥廢水處理材料

彭小悅等以海泡石吸附苯噻酰草胺,指出吸附不僅發生在表面層,還進入到內層,且產生了鍵合,苯噻酰草胺通過氫鍵、電荷轉移、電荷-偶極鍵形式吸附在海泡石中。王欣等利用微波輔助溶膠凝膠法制備出海泡石/TiO2復合催化劑,該催化劑對乙酰鉀氨磷的光催化降解率可達19.6%。


(17)海泡石重金屬廢水處理材料

海泡石對重金屬離子有較好的吸附性,其主要吸附形式為表面絡合吸附和離子交換吸附。但海泡石原礦對重金屬去除能力有限,通常需要通過改性的方法提高其對重金屬的去除能力,常見的海泡石改性方法有酸改性、熱改性、酸-熱改性、有機改性和磁化改性。


混合重金屬離子:海泡石的空間結構決定了它對不同重金屬的吸附性能是不一樣的,李琛等以磁改性海泡石處理含Pb2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、As3+、Cu2+、Cd2+的鉛鋅冶煉廢水,各離子的去除率依次為83.69%、98.82%、97.35%、99.17%、99.62%、89.18%、96.30%。


鉻(Cr):徐秋云等以Fe3+改性海泡石,改性海泡石對Cr6+的去除率達90%以上,飽和吸附量約為11mg/g。


鈷(Co):Qiu等以Fe3O4對海泡石進行改性,該磁性海泡石對10.0mg/L含Co2+溶液中Co2+的吸附率達90%以上,吸附量為18.85mg/g。


鎳(Ni):李琛等利用HCl對海泡石改性,將其用于處理68.48mg/L的含Ni2+某電鍍生產廢水,Ni2+的去除率為98.39%。


銅(Cu):Brigatti等采用酸改性的海泡石處理工業廢水,發現該改性海泡石吸附Cu2+的能力大于吸附Zn2+、Cd2+、Pb2+、Co2+的能力,處理后的廢水達到排放標準。


鋅(Zn):劉菁等采用HCl對海泡石改性,發現酸改性可以起到去除海泡石中碳酸鹽雜質、分散海泡石纖維束、擴大孔徑、增大海泡石比表面積的作用,導致改性海泡石可以吸附更多的Zn2+。


鎘(Cd):楊勝科等研究發現海泡石可以將10mg/L的含Cd2+模擬廢水凈化至0.1mg/L以下,去除率達99%以上,吸附機理為吸附和離子交換共同作用。


汞(Hg):謝婧如等采用價格低廉的巰基乙酸對海泡石進行改性,發現巰基改性可加快海泡石對Hg2+的吸附速率,對5mg/L含Hg2+溶液中Hg2+的較大去除率為93.67%、較大吸附量為3.256mg/g,吸附以物理吸附為主,同時伴有化學吸附。


鉛(Pb):陳冰雁采用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和氯化鈉對海泡石進行改性,其對Pb2+的吸附量為200mg/g,明顯高于粉末活性炭、膨潤土、海泡石原土。


砷(As):閆曉偉等采用熱處理法改性富鈣海泡石,發現800℃熱處理使富鈣海泡石分解為鈣氧化物和鈣硅化合物,增加了表面活性位,改性海泡石對As3+和As5+的較大理論吸附量分別為25.61mg/g和30.30mg/g,該研究對于處理農村低濃度砷污染水體具有指導意義。


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(18)海泡石磷污染廢水處理材料

張林棟等采用HCl和焙燒400℃復合改性法對海泡石進行改性,制備的海泡石除磷劑對95mg/L的模擬含PO43-廢水中磷的去除率為84.74%,除磷劑成型時NH4Cl的加入有助于提高海泡石的吸附性能,除磷劑的全交換吸附容量為33.52mg/g。


(19)海泡石硝酸鹽處理材料

硝酸鹽作為環境污染物廣泛存在于自然界中,嚴重危害人體健康,Ozturk等研究指出,經HCl改性后的海泡石能夠有效去除水中的硝酸鹽,去除率可達96.7%。


(20)海泡石含氟廢水處理材料

劉祺采用HCl、AlCl3和焙燒綜合改性的方法對海泡石進行改性,改性海泡石對含氟模擬廢水的除氟率為86%,除氟后的廢水含氟量在5.7mg/L以下,低于排放的含氟量標準。


(21)海泡石放射性核素處理材料

放射性核素的核廢物的有效安全處理仍是一個世界性難題,Yu等采用化學共沉淀法制備出磁性Fe3O4/海泡石復合材料,復合材料對15.0mg/LEu3+的去除率為95%,對Eu3+的吸附容量為30.85mg/g,吸附機理為離子交換和表面絡合。


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