改性膨潤土作為填埋場防滲吸附材料的探索研究.pdf

1、垃圾填埋場滲濾液中有毒有害的污染物質(zhì)相對富集，嚴(yán)重地威脅著人類的生命安全。膨潤土因其良好的吸水膨脹性、吸附性和陽離子交換性能而被應(yīng)用于填埋場的防滲系統(tǒng)。天然膨潤土材料對重金屬離子具有較好的吸附作用，但對有機(jī)污染物質(zhì)的吸附能力較差，為了提高其對有機(jī)污染物質(zhì)的吸附效果，國內(nèi)外普遍用季銨鹽表面活性劑對膨潤土進(jìn)行改性。雖然改性效果較好，但這類表面活性劑價格比較昂貴，與此同時，我國季銨鹽表面活性劑洗刷廢水的處理仍是一個較大的難題。 本研

2、究以浙江安吉天然鈣基膨潤土為原料制備鈉基土，通過研究有機(jī)、無機(jī)陽離子嵌入鈉基膨潤土層間的各種控制因素與改性膨潤土對模擬污染物質(zhì)吸附效果之間的關(guān)系，在實驗范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)相對較好的有機(jī)、無機(jī)陽離子改性劑。在確定合適改性劑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步用它們的洗刷廢水對膨潤土進(jìn)行改性，期望其能提高改性膨潤土對污染物質(zhì)的吸附能力，同時洗刷廢水自身也得到較好的處理。 本研究采用季銨鹽陽離子表面活性劑、多季銨鹽陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑對鈉基膨潤土

3、進(jìn)行有機(jī)改性，并研究了改性膨潤土對酚、甲醛、鉛、鉻四種模擬污染物質(zhì)的吸附狀況。結(jié)果表明，改性膨潤土對模擬污染物質(zhì)的吸附符合Freundlish吸附等溫方程的規(guī)律。其中，經(jīng)多季銨鹽改性的膨潤土對有機(jī)污染物質(zhì)和重金屬離子的吸附效果均優(yōu)于經(jīng)其它兩類表面活性劑改性的膨潤土，這在研究文獻(xiàn)中還鮮有提及。 基于多季銨鹽陽離子表面活性劑對鈉基膨潤土有較好的改性效果，同時為了降低成本，達(dá)到以廢治廢的目的，本研究用該類表面活性劑的洗刷廢水作為改性

4、劑改性鈉基膨潤土。改性膨潤土的傅立葉紅外光譜分析結(jié)果表明，有機(jī)季銨鹽成分已經(jīng)成功的插入膨潤土的層間。通過研究洗刷廢水改性的膨潤土對酚、甲醛、鉛、鉻四種模擬廢水的吸附效果，發(fā)現(xiàn)改性膨潤土對有機(jī)模擬廢水的吸附效果有明顯改善。其中經(jīng)四烷基三季銨鹽洗刷廢水改性的膨潤土對酚的去除率可達(dá)鈉基膨潤土的4.28倍，對甲醛的去除率可達(dá)鈉基膨潤土的2.49倍。而洗刷廢水改性的膨潤土對重金屬離子鉛和鉻的吸附性能基本接近鈉基膨潤土，在鉛和鉻同時存在的情況下，改

5、性膨潤土優(yōu)先對鉛進(jìn)行吸附。進(jìn)一步用該類改性膨潤土對垃圾滲濾液進(jìn)行處理研究，并分析了滲濾液CODCr、BOD5、NH3-N和重金屬離子濃度的變化。結(jié)果顯示，經(jīng)四烷基三季銨鹽洗刷廢水改性的膨潤土對滲濾液CODCr的去除率為鈉基膨潤土的1.31倍，BOD5的去除率為鈉基膨潤土的1.26倍。而經(jīng)雙烷基三季銨鹽洗刷廢水改性的膨潤土對NH3-N的去除率可達(dá)鈉基膨潤土的2.03倍，而且經(jīng)洗刷廢水改性的膨潤土對重金屬離子的吸附效果基本接近鈉基膨潤土。另

6、外，通過測定改性前后洗刷廢水的CODCr值發(fā)現(xiàn)，洗刷廢水自身也得到了較好的處理，其CODCr的去除率可達(dá)97.5％以上，廢水CODCr值能符合現(xiàn)有企業(yè)一級污水排放標(biāo)準(zhǔn)。 用多季銨鹽洗刷廢水對鈉基膨潤土進(jìn)行改性以后，改性膨潤土對有機(jī)污染物質(zhì)的吸附能力明顯提高，因此可以考慮將該類改性膨潤土用于填埋場防滲吸附襯里層，以彌補(bǔ)鈉基膨潤土對有機(jī)污染物質(zhì)吸附能力的不足。 本研究利用一類新型的陽離子表面活性劑對鈉基膨潤土進(jìn)行有機(jī)改性