專(zhuān)利名稱(chēng)：凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物環(huán)保材料領(lǐng)域，具體是一種凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法。
背景技術(shù)：
近三十年來(lái)，水體有機(jī)物污染成為了世界各國(guó)科學(xué)界和政府關(guān)注的新熱點(diǎn)。有機(jī) 污染物雖然大多數(shù)在水中含量甚微，但對(duì)人類(lèi)的危害卻很大。生態(tài)毒理學(xué)的研究表明，這 類(lèi)污染物有些極難為生物分解，對(duì)化學(xué)氧化和吸附也有阻抗作用，在急性及慢性毒性試驗(yàn) 中往往并不表現(xiàn)出毒性效應(yīng)，但卻可以在水生生物，農(nóng)作物和其他生物體中遷移、轉(zhuǎn)化和富 集，并具有三致(致癌、致畸、致突變)效應(yīng)，在長(zhǎng)周期、低劑量條件下，往往可以對(duì)生態(tài)環(huán)境 和人體健康造成嚴(yán)重的、甚至是不可逆的影響。
印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水。印染廢
水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100 200噸，其中80 90%成為廢水。印染廢
水的顯著特征之一，是帶有較高的色度。經(jīng)過(guò)生化處理后，出水色度有所降低，但仍帶有較
深的色澤，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，脫色是印染廢水處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前全世界
使用的染料品種達(dá)數(shù)萬(wàn)種，其中活性染料由于其色澤鮮艷、色譜齊全，正被越來(lái)越廣泛地采
用。但由于活性染料的理化特性使其成為印染廢水中難去除的染料之一。 微納材料一般是指尺寸在lnm 10 ii m內(nèi)的材料，微納材料的小尺寸效應(yīng)、表面效
應(yīng)及量子效應(yīng)等奇特性能提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)，微納材料在催化與吸附、納米材
料裝載等方面的研究備受矚目，其中應(yīng)用之一就是在印染廢水脫色中用。常用的用于印染
廢水脫色的納米材料有活性炭、納米金屬氧化物等，這些材料都有不錯(cuò)的脫色效果，但是都
存在著制作成本高或者儲(chǔ)量有限、不可再生的問(wèn)題。 凹凸棒石呈土狀、致密塊狀產(chǎn)于沉積巖和風(fēng)化殼中，呈白色、灰白色、青灰色、灰綠 色或弱絲絹光澤，土質(zhì)細(xì)膩，有油脂滑感，質(zhì)輕、性脆，斷口呈貝殼狀或參差狀，吸水性強(qiáng)，濕 時(shí)有粘性和可塑性，干燥后收縮小，不大顯裂紋，水浸泡崩散，懸浮液遇電介質(zhì)不絮凝沉淀。 因產(chǎn)地不同，凹凸棒石粘土的組成略有不同，一般而言，凹凸棒石原土中含有70% 80% 的凹凸棒石，10 % 15 %的蒙脫石和海泡石以及其他的粘土， 4% 8%的石英，1 % 5 % 的方解石或者白云石，在加工的過(guò)程中非粘土成分被去除。因此，最終的產(chǎn)品中含有85% 90%的凹凸棒石。1940年W.F.Bradley首次提出了凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)模型。凹凸棒石的 基本構(gòu)造單元是由平行于碳軸的硅氧四面體雙鏈組成，各個(gè)鏈間通過(guò)氧原子連接，每個(gè)雙 鏈的上下層間通過(guò)一層鎂原子的六價(jià)配位連接。硅氧四面體活性氧原子的指向(即硅氧四 面體的角頂)每四個(gè)一組上下交替排列，這樣排列的結(jié)果，四面體片在鏈間被連續(xù)地連結(jié)， 構(gòu)成連層狀硅酸鹽，然而，八面體片是不連續(xù)的，形成很多矩形孔道，每個(gè)孔道的截面大小 是相等的，大約為0. 38nmX0. 63nm。凹凸棒石的理想化學(xué)式為Al (0H2)4(OH)2Mg5Si8 4H20， 其中的Si"可以少量被F^+及Al"離子替代，Mg"可以少量被Fe2、 Fe3+和Al3+離子替代。 各種離子替代的綜合結(jié)果是凹凸棒石常常帶少量的負(fù)電荷，此種電荷屬于結(jié)構(gòu)電荷。凹凸棒石表面電荷是由表面的Si-0鍵和Al-0鍵發(fā)生水解破裂產(chǎn)生的。破鍵水解產(chǎn)生的R-OH上的羥基(-啦具有兩性，既能作為酸，也能作為堿。表面電荷可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷，主要取決于礦物結(jié)構(gòu)、電解質(zhì)溶液、濃度、pH值。 凹凸棒石粘土的這種特殊的結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，決定了其具有良好的吸附性能。凹凸棒石粘土的比表面積為60 210m7g，改性之后其比表面積高達(dá)300m7g以上甚至更高。然而在吸附過(guò)程中，究竟是晶體內(nèi)部的孔道還是表面的孔隙起主要作用，是化學(xué)吸附還是物理吸附起主要作用，到目前為止還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的說(shuō)法。 一般認(rèn)為，諸如水、甲醇和乙醇之類(lèi)的極性分子，可以進(jìn)入晶體的內(nèi)部孔道，而像氮?dú)?、氧氣之?lèi)的非極性分子則不能進(jìn)入其內(nèi)部孔道。凹凸棒石粘土在吸附時(shí)具有較強(qiáng)的選擇性，在不同介質(zhì)中其吸附力有明顯的差異，依次為水>醇>酸>醛>酮>正烯烴>中性酯>芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴，直鏈的烴比支鏈的烴更易被吸附，當(dāng)凹凸棒石粘土被煅燒超過(guò)88(TC時(shí)，這種選擇性消失。凹凸棒石粘土較大的比表面積和良好的吸附性能，為其在水處理中的廣泛應(yīng)用提供了可能性。此外，凹凸棒土儲(chǔ)量豐富且生產(chǎn)成本較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，具有成本低廉、脫色效率高且環(huán)境友好，具有較大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于用印染廢水流過(guò)凹凸棒土過(guò)濾或?qū)纪拱敉镣都佑谟∪緩U水中，凹凸棒土吸附印染廢水中的染料化合物，至使印染廢水的得到脫色的效果。 所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的印染廢水流過(guò)的凹凸棒土裝于柱內(nèi)，通過(guò)調(diào)整柱內(nèi)的凹凸棒土的高度，以達(dá)到不同的脫色效果；所述的凹凸棒土投加于印染廢水中，是將凹凸棒土按照0.01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，攪拌5-20分鐘，靜止，然后將沉淀殘?jiān)^(guò)濾除去。 所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的凹凸棒土投加于印染廢水中，是指將凹凸棒土按照0. 01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，以60-120轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌5-20分鐘，靜止直至達(dá)到脫色效果符合要求為止，然后添加0. 005-0. lg/L絮凝劑使固體物質(zhì)全部絮凝并沉淀，最后將上清液移出即可。 所述的所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的絮凝劑選用聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚合氯化鋁或聚合氯化鐵。 所述的凹凸棒土的納米棒晶內(nèi)部的孔道結(jié)構(gòu)以及棒晶之間的微納級(jí)空隙結(jié)構(gòu)決定了它具有較大的比表面積，對(duì)有機(jī)染料等污染物具有較強(qiáng)的吸附活性，既可以將染料化合物吸附在其孔道內(nèi)部，也可以將它們吸附到棒晶之間的空隙中，從而達(dá)到脫色的效果。
本發(fā)明有益效果在于 1、成本低廉凹凸棒土儲(chǔ)量豐富，制作成本低廉； 2、效率高凹凸棒土比表面積大，具有較高的吸附脫色活性； 3、環(huán)境友好凹凸棒土屬天然納米材料，綠色環(huán)保，不會(huì)給環(huán)境造成二次污染。
具體實(shí)施例方式凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法
實(shí)施例1 將印染廢水以l-10米/分鐘的速度流過(guò)直徑為0. Ol-lm的凹凸棒土濾柱，調(diào)整濾
柱長(zhǎng)度達(dá)到脫色效果。 實(shí)施例2 將凹凸棒土按照0. 01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，以60-120轉(zhuǎn)/分鐘速度攪 拌5-20分鐘，靜止直至達(dá)到脫色效果符合要求為止，然后將沉淀殘?jiān)^(guò)濾除去。
實(shí)施例3 將凹凸棒土按照0. 01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，以60-120轉(zhuǎn)/分鐘速度攪 拌5-20分鐘，靜止直至達(dá)到脫色效果符合要求為止，然后添加0. 005-0. lg/L絮凝劑使固體 物質(zhì)全部絮凝并沉淀，最后將上清液移出即可。
權(quán)利要求
凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于用印染廢水流過(guò)凹凸棒土過(guò)濾或?qū)纪拱敉镣都佑谟∪緩U水中，凹凸棒土吸附印染廢水中的染料化合物，至使印染廢水的得到脫色的效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的印染廢水流過(guò)的凹凸棒土裝于柱內(nèi)，通過(guò)調(diào)整柱內(nèi)的凹凸棒土的高度，以達(dá)到不同的脫色效果；所述的凹凸棒土投加于印染廢水中，是將凹凸棒土按照0.01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，攪拌5-20分鐘，靜止，然后將沉淀殘?jiān)^(guò)濾除去。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的凹凸棒土投加于印染廢水中，是指將凹凸棒土按照0.01-5g/L質(zhì)量比添加到印染廢水中，以60-120轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌5-20分鐘，靜止直至達(dá)到脫色效果符合要求為止，然后添加0. 005-0. lg/L絮凝劑使固體物質(zhì)全部絮凝并沉淀，最后將上清液移出即可。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，其特征在于所述的絮凝劑選用聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚合氯化鋁或聚合氯化鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了凹凸棒土對(duì)印染廢水的吸附脫色方法，用印染廢水流過(guò)凹凸棒土過(guò)濾或?qū)纪拱敉镣都佑谟∪緩U水中，凹凸棒土吸附印染廢水中的染料化合物，至使印染廢水的得到脫色的效果。本發(fā)明具有成本低廉、脫色效率高且環(huán)境友好，具有較大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)C02F103/30GK101734745SQ20091025172
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者余增亮, 吳正巖, 吳躍進(jìn), 蔡冬清 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所