浅析膨润土的改性及其在废水处理中的应用

王连山 俞阜东 邓海华 林媛媛 陈永飞

（浙江省环境工程有限公司 浙江杭州 310012）

浅析膨润土的改性及其在废水处理中的应用

王连山 俞阜东 邓海华 林媛媛 陈永飞

（浙江省环境工程有限公司 浙江杭州 310012）

在本篇文章中笔者就膨润土的基本特性进行了简单的介绍，之后将研究膨润土的改性方法，最后将简要的阐述一下其具体在处理废水中的应用。因此，对膨润土进行改性操作具有非同寻常的重要意义。在本篇文章中笔者就膨润土的基本特性进行了简单的介绍，之后将研究膨润土的改性方法，最后将简要的阐述一下其具体在处理废水中的应用。

膨润土；改性；废水处理；应用

随着我国经济的快速的发展我国的工业也获得了较快的发展，然而随着工业的快速发展人类对自然坏境也造成了一定的损害，环境问题越来越突出。重金属污染由于其危害性大、涉及面广，已经逐渐成为国内外专家的研究重点。经过研究发现膨润土本身具有良好的吸附能力，可以有效的应用在工业废水的重金属去污中。但是膨润土的去污过程是可以循环进行的、是可逆的，因此在实际处理的过程中效果有时候不是太让人满意。因此，对膨润土进行改性操作具有非同寻常的重要意义。

1 膨润土的基本特性

经过研究发现膨润土的表面积比较大同时具有良好的吸附能力，在工业废水处理的过程中主要使用膨润土作为吸附剂。在上个世纪三十年代，膨润土就已经逐渐被应用在工业废水的处理中。目前，对膨润土的研究已经逐渐的深入，其优点也很明显：低投入、高收益，去污效果强、稳定性较好，容易再生。膨润土其实就是一种粘土岩，它的主要化学成分为蒙脱石，其主要是由化学元素铝和镁构成的一类硅酸盐，从本质上来说是一种晶体，其由二层四面体的四氧化硅和一层六氧化铝间隔组成。三层基本结构单元之间通过一些离子键和分子键相结合。在这些晶体层之间经常会出现互相转化的现象，四氧化硅的部分晶体元素会被四氧化铝所取代，这时晶体层之间处于一个失衡的状态，这时通常会吸收一些正离子（如二价钙离子、钠离子和二价镁离子）来取代三价铝，从而消除层内的负电子，取代三价铝的正离子通常具有较大的吸水性能，可以吸附大量的水分子，从而膨胀。同时，蒙脱石的表面存在着一些酸碱基，这些酸碱基在水中可以电离，从而使晶体层之间处于带负电的状态，而氧化硅和氧化铝因为自身的断裂带正电，可以有效的吸收金属离子[1]。蒙脱石的比表面的表面积很大，而且可以逐渐的剥离额，这就导致他具有很高的吸附力。

2 膨润土的改性

经过国内外一些专家学者的研究发现：自然界中存在的膨润土虽然具有很大的比表面积，能够吸附重金属等污染物，从而提高水体的纯净度。但是，通过我们前面的分析知道，膨润土只要由二层四面体的四氧化硅和一层六氧化铝间隔组成，这种结构具有很强的吸收水分子的能力，层与层之间也可以置换正离子，所以没有经过改性的膨润土不能吸收一些疏水性的污染物，而且我们也会发现这种结构由于负离子的存在，同性相斥，水中的阴离子不能有效的去除[2]。因此，想要图稿膨润土在处理废水时的能力，就必须对其进行改性。

2.1 活化改性

活化改性在目前来说并不是很陌生，活化改性的方法也很多，主要包括了酸活化和焙烧活化等基本的措施。焙烧活化就是把膨润土放在特定的温度下焙烧，由于经过焙烧处理膨润土表面的水分子和杂质已经得到了有效的去除，这样膨润土的比表面积进一步扩大，吸附性能也得到了提升。酸活化法，故名思议就是将膨润土放入到特地的酸溶液里，在一定的温度下加热，然后再干燥处理。经过研究发现酸活化处理的膨润土可以有效的去除里面的杂质，层间的距离不断的被扩大，这样吸附性能就可以有效的提高。

2.2 人工添加改性剂改性

目前人工添加改性剂改性逐渐变成了研究的热点，主要可以分为三大类：无机改性、有机改性、混合改性。有机改性是通过用用一些有机阳离子在膨润土的比表面置换出无机正离子。无机改性剂的作用机理则是，促使单层的晶体集合成空间较大的空间结构，从而能够吸收有机大分子。无机、有机混合则先通过无机扩大结构，然后再有机增强吸附性能。目前，这种混合方法有及得到了广泛的应用。

3 膨润土改性在工业废水处理中的应用

3.1 改性膨润土吸附重金属离子

随着工业的快速发展，污染物中的重金属离子变得越来越多，对人类的危害非常大，使用改性后的膨润土不仅仅可以吸收更加可以回收，给重金属离子污水处理带来了新的发展前景。有些学者对天然和经过改性后的膨润土吸附能力进行了比较，在吸附重金属离子的过程中，改性后的膨润土的吸附能力可以达到天然的87%。

3.2 改性膨润土吸附有机物

通过改性后的膨润土可以吸收各类污水中的一些有机物，比如苯等。改性后的膨润土吸收的方式主要存在两种情形，一种是离子之间的交换字符，其他是表面吸附和分配联合作用。在综合处理过程中去除有机物的效果要更好一些。使用性质不同的活化剂产生的效果不一样，目前我国已经研究出多种方式，吸附有机物的效果也不断地在提升。

4 结语

研究发现对膨润土改性可以有效的增强膨润土的吸附能力，可以有效的应用在工业废水的重金属去污中。因此，对膨润土进行改性操作具有非同寻常的重要意义。在本篇文章中笔者就膨润土的基本特性进行了简单的介绍，之后介绍了膨润土的改性方法，最后简要的阐述了改性膨润土在处理废水中的应用，但是目前在膨润土的改性和应用阶段还存在着一些问题，比如：实用性还不是很强、处理后的回收问题，这些都有待于解决。

[1]张秀英.天然及改性膨润土对重金属废水处理效果的试验研究[J].中国矿业,2006,15(9)∶82-83.

[2]陶志强.改性膨润土的制备及其在水处理中的应用[D].硕士学位论文,南京∶南京理工大学,2006.