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改性膨润土处理低浓度甲醛废水的研究

文档作者：李亚焕王娇刘冰文档来源： 1．铁岭市环境保护科学研究院 2．铁岭市环境信息中心		点击数：	更新时间： 2022年02月14日
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第40卷第9期
2011年9月
化工技术与开发
Technology&amp;amp; Development of Chemical Industry
Vo1．40 No．9
Sep．201 1
改性膨润土处理低浓度甲醛废水的研究
李亚焕 ，王 娇 ，刘 冰。
(1．铁岭市环境保护科学研究院，辽宁铁岭112000；2．铁岭市环境信息中心，辽宁铁岭112000；
3．铁岭市环境保护科学研究院．辽宁铁岭l12000)
摘要：以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂，对钠基膨润土进行活化改性，考察了改性膨润土加入量、吸
附时间、吸附温度以及pH值等因素对改性膨润土去除低浓度甲醛模拟废水的影响。结果表明，有机改性膨
润土对甲醛模拟废水有较好的去除效果，当改性膨润土用量为4g·(1OOmL)～，吸附温度为30℃，吸附时间为
30min．pH值为中性时，甲醛的去除率可达45．12％ 。
关键词：改性膨润土；甲醛模拟废水；吸附：去除率
中图分类号：X 703 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2011)09。0054 03
甲醛废水主要来源于有机合成、合成纤维、
油漆、染料、制革、木材加工及制造行业排放的
废水⋯。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化
学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已
经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，
是公认的变态反应源．也是潜在的强致突变物
之一E2]。如果人类长期饮用被甲醛污染的水源．
会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病。为
此。研究学者对甲醛废水的处理进行了很多的
试验研究。目前处理甲醛废水的主要方法有芬
顿法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化
技术，以及二氧化氯法，蒸汽吹脱法．氧化吸附
法，尿素缩合法，SBR工艺等[3-43。这些方法各有
特点，但从处理成本上来看都不经济。膨润土是
以蒙脱石为主要矿物成分的黏土，具有很大的比
表面积，良好的吸附性能和阳离子交换能力 ]，
可以作为一种新型廉价的水处理吸附剂。这使其
在废水处理方面获得了应用。然而天然膨润土直
接处理污水效果不佳。近年来，人们通过物理和
化学的方法使膨润土与表面活性剂作用形成改
性膨润土，使其吸附性能得到较大的改善，目
前，应用较多的改性剂主要是季铵盐阳离子，如
应用最广的十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、
环氧树脂、聚苯胺和聚丙烯等[ 刮。本文用CTMAB
对膨润土进行改性．对甲醛模拟废水进行了吸
附实验，探讨改性膨润土对甲醛废水的处理效
果
收稿日期：2011-04—25
1 实验部分
1．1 主要仪器和试剂
电子天平。722光栅分光光度计，HZQ—Xl00
振荡培养箱。原土为钠基膨润土(工业级)，乙酰
丙酮，甲醛，十六烷基三甲基溴化铵均为分析纯。
1．2 改性膨润土的制备
在250mL锥形瓶中加入蒸馏水并放于恒温
水浴中加热到60℃后，将30g的膨润土原土加入
其中，振荡，使其分散，然后迅速加入150mL质量
浓度5％的改性剂十六烷基三甲基溴化铵。在恒温
水浴中继续振荡约10min后放于室温下静置
24h，真空抽滤后用蒸馏水洗涤两遍。再在80℃左
右下干燥，然后研磨，即得到试验所需的改性有
机膨润土[引。
1．3 甲醛测定
1．3．1 测定原理
利用乙酰丙酮分光光度法：甲醛在pH=6的
乙酸一乙酸铵缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用，在
沸水浴条件下，生成稳定的黄色化合物，在波长
413nm处测定吸光度 ]。
1．3．2 标准曲线
用乙酰丙酮分光光度法，在413nm处，狈4量
所配制的一系列甲醛标准溶液的吸光度A，做出
标准工作曲线如图1所示。
1．3．3 甲醛去除率的计算方法
去除率=(吸附前甲醛浓度一吸附后甲醛浓
第9期 李亚焕等：改性膨润土处理低浓度甲醛废水的研究 55
甲醛浓度／ g‘mL-
图1 甲醛浓度标准曲线
度)／吸附前甲醛浓度~100％。
1．4 吸附实验
在250mL锥形瓶中．分别加入100mL浓度为
5．00 g·mL 的甲醛废水(自配)，用HC1或NaOH
溶液调节废水的pH值到所需范围；再分别加入
准确称量的有机改性膨润土；在给定温度下以
140 r·min 振荡吸附处理一定时间，静置，取上清
液，用乙酰丙酮分光光度法测定甲醛浓度，计算
甲醛的去除率。
2 实验结果与讨论
2．1 改性膨润土投入量对甲醛去除率的影响
取不同质量的有机改性过的膨润土(2g、3g、
4g、5g、6g)，分别置于250mL锥形瓶中，各取废水
100mL。调节废水pH值至6，放人振荡箱中开始
振荡。振荡温度为40cIc，振荡40min后，分别测定
其吸光度，计算得到膨润土投加量对甲醛去除率
的影响．结果如图2所示。
图2 改性膨润土的投加量对甲醛去除率的影响
从图2中可知，随着有机改性膨润土投入量
的增加，对甲醛的吸附效果明显增强，去除率明
显增加，当膨润土投加量为4g左右时，去除率达
到最大，为42．23％ ，但当再继续增加投加量时，甲
醛的去除率没有太大变化，吸附基本达到饱和，
故膨润土较适宜的投加量为4g。
2．2 吸附时间对COD去除率和浓度去除率的影响
取有机改性膨润土各4g加入到5个250mL
锥形瓶中．分别加入甲醛废水100mL，调节废水
pH值至6．振荡温度为40℃ ，经过不同的时间
(10min、20min、30min、40min、50rain)吸附后，所得
结果如图3所示。
《
褂
时间／min
图3 吸附时间对甲醛去除率的影响
由图3可以看出。当吸附时间低于30min时，
去除率随时间延长一直增大；当吸附时间达到
30min时，甲醛去除率达到最大值，为42．17 ；继
续延长反应时间。吸附效果变化不大，几乎趋近
饱和阶段．表明此时的吸附已呈平衡状态。因此
确定最佳吸附反应时间为30min。
2．3 废水的pH值对COD去除率和浓度去除率
的影响
分别取100mL浓度为5．001xg·mL 的甲醛模
拟废水放人5个250mL锥形瓶中．分别加入改性
膨润土4g，用盐酸或氢氧化钠调节废水的pH值，
放到震荡箱中震荡30min．振荡温度为40o【=，实验
结果见图4
PH
图4 DH对甲醛去除率的影晌
56 化工技术与开发 第40卷
从图4中可以看出，pH低时，甲醛去除率较
低，并且在pH小于6时，去除率随pH增大而增
大；pH达到6～8时，去除率达最大，为42．17％左
右；继续增大pH，去除率出现下降趋势。所以pH
应控制在中性左右。而甲醛废水的pH即为中性，
所以实际处理过程中可以不必调节pH。
2．4 温度对COD去除率和浓度去除率的影响
分别向5个250mL锥形瓶中加人甲醛模拟
废水lOOmL，以及有机改性膨润土4g，控制振荡
吸附时间为30min，在不同温度下(25℃、3O℃、
35℃、40℃、45℃)经膨润土吸附后，结果如图5所
示
《
横}
温度／'C
图5 吸附温度对甲醛去除率的影响
从图5中可以看出，温度低于30℃时，去除
率随温度升高而增大，当温度达30~C时，甲醛去
除率达到最大，为45．12％ ；继续升温处理效果变
差。所以确定使用膨润土处理甲醛废水的温度应
控制在30℃左右。
4 结论
制得的CTMAB改性有机膨润土对水中的甲
醛能产生良好吸附作用。在30oC，pH值为中性，
吸附时间为30min条件下，以4g·(100mL) 的加
入量来处理浓度为5．00t~g·mL 的低浓度甲醛模
拟废水，甲醛最大去除率达45．12％。
参考文献：
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[10] 国家环境保护总局，《水和废水检测分析方法》编委
会．水和废水检测分析方法(第4版)[M]．北京：中
国环境科学出版社。2002．
Treatment of Low Concentration Formaldehyde W astewater with M odified Bentonite
LI Ya-huan ，WANG Jiao ，LIUBi
(1．Tiding Academey of Environmental Science，Tieling 1 12000，China；2．Tieling Environmental information centre，
Tiding 1 12000，China；3．Tieling Academey of Environmental Science，Tiding 1 12000，China)
Abstract：The Na．bentonite was modified with hexadecyl trimethyl ammonium bromide and the tests for treat—
ment of low concentration formaldehyde simulated wastewater were studied．The optimum conditions such as
dosage of modified bentonite，pH，agitation time，were investigated．The experimental results showed that the
removal rate of form aldehyde could be up to 45．12 ％ under the following conditions：the dosage of organic
modified bentonite was 4 g／100mL，the adsorption time was 30 min，the pH value was neutral，and the adsorp—
tion temperature was 30~C．
Key words：modified bentonite；form aldehyde simulated wastewater；adsorption；removal rate

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