粘土礦物對富營養(yǎng)化水體中磷的吸附研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化是當前面臨的環(huán)境問題。一般說來，當天然水體中總磷大于20mg/m3，無機氮大于300mg/m3時，就可認為水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。與N相比藻類等水生生物對P更為敏感。粘土礦物資源在自然界儲量豐富，由于它有著復(fù)雜的、可控制的、并可有效改造的結(jié)構(gòu)特征和相應(yīng)的物化特性，因而具有廣泛的應(yīng)用范圍和較高的經(jīng)濟價值。粘土礦物吸附法成為處理水體富營養(yǎng)問題的極有前途的方法之一。 本實驗主要研究粘土礦物對富營養(yǎng)化水體中P的吸附效果及其吸

2、附機理，并通過各種改性方法改性粘土礦物，尋找一種或者幾種有效的改性方法，從而達到對P的高效吸附，并能解決環(huán)境修復(fù)中的實際問題，以求找到一種價格低廉、效果明顯的治理水體富營養(yǎng)化的方法。 通過對本文選做的膨潤土300目(P3)、膨脹蛭石200目(Z2)、高嶺土200目(G2)、高嶺土800目(G8)這四種試驗材料的研究表明，天然粘土礦物對水體中磷的吸附能力不強；未改性的原礦物材料對水體中的P有一定去除作用，但效率不高。即使增加投加

3、量可以提高去除率，但從實際應(yīng)用角度考慮，不能無限制地增加投加量；天然粘土礦物材料吸附P的條件為pH在5左右，振蕩時間定為30分鐘較合適。 通過進行酸活化、熱活化、無機Al改性、羥基鋁改性、羥基鉻改性等改性試驗發(fā)現(xiàn)： 供試粘土礦物材料經(jīng)5％體積分數(shù)硫酸活化后對溶液中P的去除效果較好，供試粘土礦物材料經(jīng)600℃活化后對溶液中P的去除率最高，其中膨潤土300目對P的去除達到100％；無機鋁改性后的膨潤土300目對溶液中P的

4、吸附效果與原土相比有顯著的提高，去除率可達100％；無機鋁改性后的高嶺土200目、高嶺土800目對溶液中P的吸附效果與原土相比只有微小增加或者沒有增加；蛭石200目經(jīng)無機鋁改性后對溶液中P的吸附能力也有明顯提高，但提高幅度不如改性后的膨潤土；羥基鉻改性、羥基鋁改性后的膨潤土300目顯著提高了對溶液中P的吸附，實驗條件下對溶液P的去除率達到100％；不同表面活性劑改性對膨潤土吸附P能力的影響不一，其中效果最好的是經(jīng)CTMAB改性的有機膨潤

5、土，在研究不同改性條件下選做粘土礦物材料對水體中P的吸附效果的研究的同時，還通過x射線衍射等方法進行對P的吸附機理的探討研究，發(fā)現(xiàn)通過各種改性方法提高粘土礦物的層間距，能很好的提高其對P的吸附作用。如無機Al改性、羥基鉻改性、羥基鋁改性后的膨潤土對P的吸附效果很顯著就與改性后的土層間距增大有關(guān)，而4種表面活性劑改性有機膨潤土的晶面間距大小順序為與其對溶液中P的吸附去除率的大小順序兩者完全一致，可見層間距大小直接影響著表面活性劑改性膨潤土