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膨润土在我国储量丰富且具有良好的吸附性能,被广泛应用于废水处理中。膨润土具有较大的比表面积及阳离子交换能力,可作为一种新型廉价水处理吸附剂,而天然膨润土直接处理污水效果不佳,本文对天然膨润土采用不同的方法进行改性,以期改善其对重金属的吸附性能,为扩大其在废水处理领域中的应用范围及工业化应用提供理论依据和技术基础。 以天然膨润土为吸附剂,通过静态吸附试验分别研究了吸附时间、温度、pH值及吸附剂投加量等因素对含低浓度(1mg/L) Cr6+、Cu2+、Pb2+废水吸附效果的影响,确定了其吸附含Cr6+、Cu2+、Pb2+废水的最佳条件,同时进行了动力学吸附研究。结果表明:天然膨润土对Cu2+、Pb2+的吸附均能达到较好的效果,去除率均可达95%以上,但对Cr6+的吸附效果较差,去除率仅为14.57%;天然膨润土对Cr6+的吸附满足准二级动力学方程。 以天然膨润土为吸附剂,对经还原处理后的Cr6+废水进行吸附研究。实验结果表明:以(NH4)2FeSO4为还原剂吸附效果最佳;在还原剂加入量为理论值的0.8倍、膨润土加入量为6g/L、反应时间为30 min、反应温度为30℃的条件下,处理100 mL初始Cr6+质量浓度为1 mg/L的模拟废水,Cr6+去除率可达99.6%,处理后模拟废水中总铬质量浓度低至0.003 mg/L。天然膨润土对Cr6+的还原吸附符合准二级动力学模型及Freundlich等温吸附模型。 采用酸化和有机化的方法对天然膨润土进行改性,探究改性膨润土对含低浓度Cr6+废水的吸附性能。确定了酸化、有机化的最佳改性条件及酸化膨润土、有机膨润土对Cr6+的最佳吸附条件,同时进行了动力学及热力学研究。并通过BET,XRD及热重—差热法对天然膨润土及改性膨润土进行分析,讨论了不同改性方法对膨润土物理性质的作用。结果表明:改性膨润土的吸附性能较天然膨润土均有较大提高,有机膨润土的吸附效果优于酸化膨润土。 最后,对天然膨润土进行了有机颗粒化研究,确定了天然膨润土有机颗粒化的最佳条件。并对有机膨润土颗粒进行了动态吸附试验,分别考察了进水浓度、流速、体系pH对其去除废水中Cr6+的影响,进一步探讨了有机膨润土颗粒吸附后再生的最佳条件。实验结果表明有机膨润土颗粒对废水中Cr6+的动态吸附效果良好,吸附饱和的有机膨润土颗粒经再生后可再次利用。有机膨润土颗粒克服了粉末状膨润土在工业废水实际处理中沉降困难、固液难分离、吸附柱阻力大等问题,有望开展工业化应用。