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隨著紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，我國每年約有6～7億t染料廢水排入水環(huán)境中，其排放量約占工業(yè)廢水總排放量的1／10，是當(dāng)前主要的水體污染源之一。染料廢水的水質(zhì)隨纖維種類和加工工藝的不同而異，污染物組分差異也很大。若染料廢水中含有大量有機(jī)污染物，排入水體后將消耗溶解氧，破壞水生態(tài)平衡，危及魚類和其他水生生物的生存。沉于水底的有機(jī)物，會因厭氧分解而產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境。因此，染料廢水的綜合治理已迫在眉睫。但是，隨著染料種類的變化以及表面活性劑、化學(xué)漿料等的大量使用，染料廢水處理的難度不斷加大。
目前，常用的染料廢水處理方法有生物法、混凝法、化學(xué)氧化法、電解法、吸附法等，其中吸附法由于操作簡單、成本低、處理效果較好而被認(rèn)為是處理染料廢水的有效方法之一。該方法所用吸附材料主要有活性炭、粉煤灰、硅藻土以及膨潤土等黏土材料。這些吸附材料中，膨潤土可去除水中無機(jī)、有機(jī)污染物，具有儲量豐富，廉價易得，化學(xué)、生物穩(wěn)定性較高，比表面積、表面能大等諸多優(yōu)點J。因此，系統(tǒng)深入地研究膨潤土的吸附特性，對開發(fā)新型改性膨潤土，提高膨潤土在污水處理及環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用價值具有重要意義。筆者以十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)為改性劑對膨潤土進(jìn)行改性，分析了吸附條件對模擬染料廢水脫色率的影響。
1實驗
1．1藥品及儀器
實驗藥品主要有十六烷基三甲基氯化銨(CTAC，分析純)、鈣基膨潤土、無水碳酸鈉(分析純)、氫氧化鈉、硝酸。為使實驗結(jié)果具有可比性，選用一定濃度的酸性大紅染料水溶液作為實驗廢水。實驗儀器為電子天平、HZQ—X100型振蕩培養(yǎng)箱、紅外線干燥箱、752N型紫外可見分光光度計、80—2型電動離心機(jī)、HH一4型數(shù)顯恒溫水浴鍋、馬弗爐等。
1．2實驗方法
1．2．1樣品制備
(1)鈉化膨潤土
稱取50 g鈣基膨潤土置于大燒杯中，分散制漿，再加入2 g無水碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH為8．0；將燒杯放人HZQ—Xl00型振蕩培養(yǎng)箱中，
(2)有機(jī)改性膨潤土取一定量的鈉化膨潤土，于大燒杯中制漿，加熱到60℃時，再加入一定量的十六烷基三甲基氯化銨改性劑；迅速將燒杯放人HZQ—XIO0型振蕩培養(yǎng)箱中，調(diào)節(jié)溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為120 r／min，振蕩2 h，然后將其放入紅外干燥箱中，調(diào)節(jié)溫度為90℃，進(jìn)行干燥；再將其放人馬弗爐中，調(diào)節(jié)溫度為105℃，進(jìn)一步干燥；干燥完全后取出，待冷卻至室溫后研磨樣品，并過篩使其粒徑小于0．074 mm，得到改性膨潤土．密封備用。
1．2．2吸附實驗
準(zhǔn)確量取30 mL酸性大紅模擬染料廢水倒人250 mL錐形瓶中，調(diào)節(jié)pH至一定值，加入一定量的改性膨潤土，振蕩吸附一定時間后離心分離。在波長500 nm條件下測定酸性大紅染料廢水的吸光度，并計算脫色率(去除率)R，
R=(A0一A)／A0×100％，
式中：A0、A——吸附處理前后廢水的吸光度。
2結(jié)果與討論
2．1改性劑用量對吸附效果的影響
為確定有機(jī)陽離子季銨鹽的用量對模擬染料廢水吸附效果的影響，制得CTAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、10％、20％、30％、40％的有機(jī)改性膨潤土，取該有機(jī)改性膨潤土各0．2 g放入盛有100 mL質(zhì)量濃度為20 mg／L的酸性大紅染料模擬廢水的錐形瓶中，保持溫度為25oC，pH為6．0，振蕩吸附60 min。實驗結(jié)果如圖1所示。
由圖1可知，當(dāng)改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20％時，脫色率隨著其用量的增加而增加；當(dāng)改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％時，脫色率最高，可達(dá)91．83％，之后開始下降。這是由于有機(jī)膨潤土是通過有機(jī)改性劑中的有機(jī)陽離與鈉基膨潤土中的Na發(fā)生離子交換反應(yīng)獲得，有機(jī)改性劑進(jìn)入膨潤土層間后加大了層間距。膨
2．2有機(jī)改性膨潤土投加量對吸附效果的影響
在溫度為25℃，pH為6．0的條件下，于7只燒杯中分別加入不同質(zhì)量的經(jīng)20％CTAC改性劑改性的膨潤土及100 mL質(zhì)量濃度為20 mg／L的模擬染料廢水，振蕩吸附60 min，離心分離10 min，考察改性膨潤土投加量對脫色率的影響，結(jié)果見圖2。
由圖2可知，當(dāng)有機(jī)改性膨潤土投加量小于1 g／L時，脫色率隨著投加量的增加而增大；當(dāng)投加量達(dá)到1．0 g／L時，脫色率最大，可達(dá)92．93％；當(dāng)有機(jī)膨潤土的投加量繼續(xù)增大時，模擬染料廢水的脫色率趨于穩(wěn)定。這表明有機(jī)改性膨潤土投加量為1．0 g／L時，對染料分子的吸附達(dá)到平衡。因此，有機(jī)改性膨潤土的最佳投加量為1．0 g／L。
2．3振蕩吸附時間對吸附效果的影響
取經(jīng)20％CTAC改性劑改性的膨潤土1．0 g／L，在溫度為25 oC，pH為6．0，模擬廢水初始質(zhì)量濃度為20 mg／L的條件下，考查振蕩吸附時間t對脫色率的影響，結(jié)果如圖3所示。
由圖3可知，振蕩吸附時間小于30 min時，脫色率隨著振蕩吸附時間的增加逐漸升高，說明此時有機(jī)改性膨潤土對染料分子的吸附尚未達(dá)到平衡。隨著振蕩吸附時間的延長，脫色率基本不變，說明經(jīng)過有機(jī)改性的膨潤土對染料廢水吸附30 min左右就能達(dá)到吸附平衡，脫色率可達(dá)93．0
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