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作为新兴的持久性有机污染物,全氟化合物(PFCs)的生产和使用已超过五十年。PFCs因其极高的表面活性和稳定性而被广泛应用于服装纺织、清洗剂、泡沫灭火剂和石油化工等生产和生活消费领域。由于PFCs具有全球分布性、持久性、强生物积累性以及潜在毒性等特点,近年来国际社会对水环境中PFCs污染的关注度不断提高,其中全氟辛磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)是水体中最为典型的两类PFCs。城市污水厂(WWPT)作为PFCs的主要污染源之一,污水厂出水通过再处理成为城市再生水,再生水常用于绿化、清洁等和人类生产生活息息相关的方面,若其中的PFCs未被有效去除,那么再生水的回用在对环境造成二次污染的同时也会直接危害人类的健康。因此,对再生水中PFCs污染的防治已是刻不容缓。本文以膨润土为原料,使用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对其进行有机改性,使其成为能够有效吸附水体中PFOS和PFOA的吸附载体,在强化混凝去除水体中的PFOS和PFOA时作为助凝剂使用。在不同制备条件下制得一系列有机改性膨润土后,对其进行吸附去除PFOS/PFOA效果的对比实验,选择效果最佳的有机改性膨润土作为后续实验的吸附剂和助凝剂,并对其进行X射线衍射分析。通过吸附实验研究有机改性膨润土对水体中PFOS和PFOA的吸附性能及规律。采用单因素法进行强化混凝实验,研究以有机改性膨润土为助凝剂强化混凝去除再生水中PFOS和PFOA的性能和规律。后在单因素强化混凝实验的基础上,以响应面法优化实验,采用Box-Behnken设计(BBD)设计三因素三水平实验,获得强化混凝去除再生水中PFOS和PFOA的最佳因素组合以及最优响应值。所得实验结果如下:(1)使用CTMAB对膨润土进行有机改性极大地改善了膨润土对PFOS和PFOA的吸附性能,通过对比实验可知同时插层了CTMAB和PFS的有机改性膨润土CTMABBent6对PFOS和PFOA的吸附效果最好,对CTMAB-Bent6进行X射线衍射分析结果表明改性剂有效地进入了膨润土层间,增加了膨润土的层间距,有机改性成功。(2)有机改性膨润土CTMAB-Bent6能够快速地吸附水体中的PFOS和PFOA,其吸附平衡时间为4 h。CTMAB-Bent6对PFOS/PFOA的吸附符合拟二级吸附动力学模型。较之Langmuir方程,Freundlich方程能更好地拟合CTMAB-Bent6吸附水体中PFOS和PFOA的吸附等温线。相同条件下CTMAB-Bent6对PFOS的吸附水平高于PFOA。溶液pH值对CTMAB-Bent6吸附PFOS和PFOA的影响显著,CTMAB-Bent6对PFOS和PFOA的吸附水平随pH值的升高而降低。(3)以有机改性膨润土CTMAB-Bent6作为助凝剂,强化混凝能够有效去除再生水中的PFOS和PFOA。PFOS/PFOA去除率随着PAC投药量和pH值的增加先升高后降低,随浊度的增加而增加,随PFOS/PFOA初始浓度的增加而降低。PFOS/PFOA的去除与浊度的去除具有相关性。相同条件下,强化混凝对PFOS的去除效果好于PFOA。溶液中同时存在PFOS/PFOA和菲会降低PFOS/PFOA的去除率,但是对浊度的去除几乎没有影响。PFS强化混凝处理PFOS/PFOA的效果与PAC差别很小。CTMAB-Bent6作为助凝剂时强化混凝对PFOS/PFOA的去除效果优于粉末活性炭。(4)使用BBD设计法设计实验方案并拟合的二阶响应模型的拟合度高且失拟项不显著,可用于对强化混凝去除PFOS/PFOA实验的预测和分析。通过响应面图和等高线图可知PAC投药量、溶液pH值、初始浊度对强化混凝去除PFOS/PFOA效果的影响均为显著,其中溶液pH值影响最为显著,因素两两之间均存在交互作用,其中PAC投药量与溶液pH值,溶液pH值与初始浊度之间的交互作用非常显著。分析预测所拟合模型得到的实验各因素最佳组合条件下的最优响应值与实际实验测试值差距很小,预测结果准确可靠。本文制备的有机改性膨润土原料廉价易得,制备工艺简便,且在混凝过程中能成为PFOS和PFOA有效的吸附载体,从而改善混凝对PFOS和PFOA的去除效果,在处理实际再生水PFOS和PFOA污染时有可观的应用价值。