改性膨润土对废水中Cd2的去除

1、改性膨润土对废水中Cd2啲去除:In this paper, by using starch and PVA modified bentonite to remove Cd2+ in waste water achieved a good resuIt, based on the research of contact time, shock velocity, bentonite dosage, pH value and other factors on the bentonite adsorption ability, find out the optimum experimentai c

2、onditions. The resuIts show that, modified bentonite has good adsorption properties for Cd2+镉作为一种有益于人类的重金属广泛应用于电镀工业、化工 业、电子业和核工业等领域。但随着采矿、冶炼精炼和电镀工业的不 断发展，大量的含镉废水排入河流而造成环境的污染。由于镉在环境中不能降解,具有很高的生物累计系数,在人体中的半衰期长达10至30年，它不断释放并产生持续毒性作用和累积效应，造成人 体肾、骨骼损害，对生殖、免疫系统有毒副作用，并导致癌症发生。 1955年日本发生的痛痛病就是镉污染造成的。目前治理镉污染的

3、方 法有化学沉淀法和吸附法。化学沉淀法处理镉的效能与水的pH值密 切相关，如何准确控制污染水体的pH值以及污染水体pH值大于 9. 5时可能导致滤过水中铝超标带来次 生的饮水卫生问题还未得到解 决。吸附法是废水处理方法中的一类重要方法，目前常用的吸附剂为 活性炭1,因其吸附清除效果不高，且受到造价高，再生困难等 限制，适用范围有限。天然膨润土具有良好的吸附、离子交换等性能2,在工艺上具有投资小、方法简便易行的优点，且我国天然膨润土资源丰 富、价格低廉，在废水处理中具有广泛的应用前景3。未经改性 的膨润土比表面积和吸附能力较差，故一般用于废水处理的膨 润土都 要经过改性，增大其比表面积，提高吸附

4、能力。本文将膨润土经去离 子打浆，弃去石英杂质4,沉积干燥后与淀粉、PVA按照10: 3: 1的比例混合，先将淀粉-PVA混合液加热到80C反 应30min,然后直接 将膨润土加入其中，常温下搅拌30min,所得产物离心、漂洗、干燥后研磨粉碎备用5。1实验部分试剂和仪器膨润土（辽宁抚顺）；淀粉分析纯（国药集团化学试剂XX公司）；硫酸镉 分析纯（国药集团化学试剂XX公司）；原子吸收光谱仪zeenit700 （德国耶拿公司）；酸度计320型（梅特勒-托利多仪器XX公司）；X-射线衍射仪D/max-2200VPC（Rigaku ）；红外光谱仪Magna560 （尼高力公司）；水浴恒温振 荡器SHC-

5、C型（江苏江南仪器厂）；真空干燥箱DZF-6020型（上海 一恒科技XX公司）；离心机TG18-W （长沙维尔康湘 鹰离心机XX公 司）1.2实验方法将改性膨润土加入到制备好的Cd2+溶液中，振荡吸附后离心，取上清液用原子吸收分光光度计测定上清液中Cd2+浓 度。实验用膨润土原土及改性土的物理化学性能见表1.表1膨润土和改性膨润土的性质膨润土经过改性后各项性质参 数都得到提升，实验采用改性膨润土。2结果与讨论2. 1接触时间对改性膨润土吸附Cd2啲影响实验条件：Cd2+浓度：l.Omg/L ;溶液体积：lOOmL改性 膨润土 质量：l.Og ;振荡速度：140 rpm ;温度：20C图1是在5

6、-480min内改性膨润土对Cd2+勺吸附百分率随接触 时间的变化的曲线图。由图可知，Cd2+勺吸附百分率随接触时间勺增 加而增加。吸附时间达到60 min时，吸附基本达到平衡，吸附百分 率为95. 95%O超过60min去除效果随时间增加提高不明显。所以确 定60min为平衡吸附时间，并将其应用于后面的试验。2. 2振荡速度对改性膨润土吸附Cd2啲影响实验条件：Cd2+浓度：1.0mg/L ;溶液体积：lOOmL改性膨润土 质量:l.Og ;振荡时间：60min;温度：20C ;振荡速度:0、80、140、 200 250rpm由图2可知：Cd2+吸附百分率随振荡速度的增加而增加。这是因为振

7、荡速度增加，膨润土与Cd2+勺接触机会也随之增加。振荡 速度过高会增加运行成本，在保证去除率（ 95%的前提下，选择较 低的转速比较合适。所以确定振荡速度140rpm为实验速度，并应用 于以后的实验。2. 3改性膨润土的用量对吸附Cd2+勺影响实验条件：Cd2+浓度：1. Omg/L ;溶液体积：100mL振荡速度：140rpm；振荡时间：60min；温度：20C ；改性膨润土质量：0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0g由图3可知：Cd2啲吸附百分率随改性膨润土质量的增加而增加。吸附达到平衡，改性膨润土用量大于l.Og的去除率均在 95%以上。当用量达到4.0g以上时，吸

8、附效果最好。在保证去除率 的前提下，应选择最小的改性膨润土用量，以减少应用成本。2. 4离子初始浓度对膨润土吸附性能的影响实验条件：改性膨润土质量：l.Og ;溶液体积：100mL振荡速度：140rpm；振荡时间：60min；温度：20C; Cd2+度：0.2、0. 4、0. 6、0. 8 1. Omg/L由图4可知：吸附百分率随浓度增加而降低，但变化并不 明显。这是因为膨润土的吸附量是固定的，随着初始离子浓度的增高， 被吸附后残留的离子浓度也随之增大。若要改变此状况，需要根据离 子浓度增加吸附剂的用量或者增加处理次数。2. 5溶液初始pH值对改性膨润土吸附性能的影响实验条件：Cd2+浓度：1

9、. Omg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量:l.Og ;振荡速度:140rpm；振荡时间：60min；温 度：20C;pH : 2、 4、 6、 8、 10由图5可知：吸附百分率随pH值升高而增大。在强酸性溶 液 中，吸附百分率仅为30.41%。当pH值升高到中性至碱性范围时去除 率大大增加。由于铝氧八面体A1-0-H具有两性，在酸性 条件下，AI-O-H的0H容易电离，使膨润土表面带正电荷，对吸 附阳离子不 利，即氢离子对Cd2+存在竞争吸附。当pH值升高时，溶液中OHd曾 加，降低竞争吸附，并以氢键形式吸附在膨润土表面，使其表面负电 荷增加，从而增加了对阳离子的吸附容量。另夕卜

10、，在强碱性溶液中， Cd2+与0H会发生沉淀反应，间接增加离子的去除率。因此中性或碱 性条件有利于Cd2+的去除。2. 6温度对去除率的影响实验条件：Cd2+浓度：1. Omg/L ;溶液体积：100mL改性 膨润土质量：l.Og ;振荡速度：140rpm；振荡时间：60min ;温 度：20C、 40C、 60C由图6可知：去除率随温度的改变并没有明显的变化，说 明温 度对去除率影响不大。因此，可以不对废水进行加热或者冷却处理， 在室温下实验以减少运行成本。图1接触时间的影响图2振荡速度的影响图3膨润土用量的影响图4初始浓度的影响图5溶液初始pH值的影响图6温度的影响经过试验得出最佳实验条件：Cd2+浓度：1. Omg/L ;溶液体