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有机膨润土在废水处理和污染环境修复中的应用及机理研究是环境科学与工程领域的热点之一。本文在评述有机膨润土吸附水中有机污染物应用及机理的基础上,围绕着膨润土性质、表面活性剂种类和废水处理工艺等三个方面,研究了有机膨润土吸附处理水中有机污染物的效率、机理及影响因素。 不同产地的膨润土由于阳离子交换容量(CEC)等物理化学性质的差异,即使用同一方法改性的有机膨润土对水中有机物的吸附效果有较大的差别。研究表明,有机膨润土对水中的苯胺、硝基苯的分配系数Kp与膨润土的CEC呈正相关。同一有机膨润土对不同有机物的去除效果也不同,如100CTMAB有机膨润土对水中有机物的去除率为:菲>酸性大红>β-萘酚>对硝基苯酚>苯酚>硝基苯>苯胺,其中β-萘酚的去除率达到95%,菲去除率接近100%。 用阳离子表面活性剂CTMAB和非离子表面活性剂Triton X-100共同改性制得阳-非离子有机膨润土,发现对水中硝基苯能产生协同吸附作用。由于CTMAB和TX-100混合表面活性剂进入膨润土层间,导致阳-非离子有机膨润土的层间距远大于单阳离子有机膨润土,其foc高于相应的单阳离子和单非离子有机膨润土有机碳含量之和,故有机膨润土层间有机相对有机物的分配作用增强,对水中硝基苯等有机污染物产生协同吸附作用,如60CTMAB/20TX-100对水中硝基苯的去除率为46.1%,而60CTMAB、20TX-100对其的去除率分别为35.2%、5.5%。 提出了有机膨润土合成-废水处理一体化新工艺。当CTMAB加入量为膨润土阳离子交换容量的60~100%时,一体化工艺与传统工艺处理水中对硝基苯酚效果相近。CTMAB加入量为20~40%时,一体化工艺处理效果优于传统工艺。一体化工艺对20mg/L的β-萘酚、对硝基苯酚、苯酚、硝基苯、苯胺的去除率分别为97.5%、80.3%、57.3%、34.8%、27.8%;对实际染料废水的CODCr去除率大于70%,脱色率达到85%。与传统工艺相比,一体化工艺无需有机膨润土的合成工序,可减少膨润土合成设备投资和运行费用,节约能源,避免表面活性剂的二次污染;废水处理流程简单,操作方便,处理时间大为缩短,并显著降低废水处理的成本。