廢水處理中能夠用到哪些礦物材料
廢水處理是一項(xiàng)量多面廣的區(qū)域性水治理改善工程,不是一般性環(huán)境污染治理技術(shù)所能支撐的,礦物材料具有易獲得、成本低、效果好且不易出現(xiàn)二次污染和可循環(huán)利用等優(yōu)勢(shì),對(duì)各種污染物具有自凈化作用,可用來規(guī)模治污,是近年來廢水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
目前,可用于廢水處理的礦物材料主要有以下幾種:
1、硅藻土
硅藻土表面或內(nèi)部存在大量硅羥基和氫鍵,水溶液中可解離氫離子使得本身呈現(xiàn)一定的電負(fù)性,可廣泛用于礦山廢水中的陽離子的去除以及廢水中色度的脫除,即使溶液中帶正電膠體或懸濁液的脫穩(wěn)。
硅藻土經(jīng)過焙燒、酸化等改性技術(shù)處理獲得改性硅藻土及硅藻土基復(fù)合材料具備較大的吸附容量,可在膠體脫穩(wěn)、染料脫色(亞甲基藍(lán))、有機(jī)物去除(苯胺)及對(duì)重金屬Pb2+、Cr6+、Co2+和Sr2+離子吸附效果較好。
2、膨潤土
膨潤土具有表面積較大、良好的吸水膨脹性、粘結(jié)性、催化活性和陽離子交換性等性能,經(jīng)過無機(jī)改性(碳酸鈉、KH2PO4、酸改性、Na2S和氧化錳)可有效降低廢水的COD、細(xì)菌及重金屬Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr2+和Cd2+離子;而膨潤土經(jīng)有機(jī)改性(如,烷基溴化胺、殼聚糖和黃原酸)可有效吸附廢水中的酚類、染料甲基橙、亞甲基藍(lán)和茜素紅的脫色及磷的脫除。
3、伊利石
伊利石層間有一價(jià)陽離子K+,廢水中的重金屬陽離子通過離子交換被除去。伊利石和高嶺石的復(fù)合物可以很好的吸附核裂變中產(chǎn)生的具有長(zhǎng)期輻射危害的放射性廢棄物鍶和銫。伊利石、蒙脫石、蛭石等層狀粘土,加上絮凝劑,螯合劑,催化劑,粘結(jié)劑,絡(luò)合劑等,再加上氫氧化鈣、金屬鹽、碳酸鈉、硼、硅膠等就可以制得廢水處理劑來處理水中的重金屬和放射性同位素。
以伊利石為載體,加氫氧化鈉、硝酸鈰等制成處理劑可以有效的處理水中的藍(lán)藻。伊利石還可以制作核廢料儲(chǔ)存中的緩沖劑,在一定程度上消除放射性污染。
4、凹凸棒土
凹凸棒土兩層硅氧四面體之間夾雜一層鋁氧八面體,而在硅氧四面體條帶間形成了與鏈平行的水分子填充通道,這使得凹凸棒土對(duì)水分子有較強(qiáng)的吸附能力,可廣泛用于廢水(如,染料、懸浮物和重金屬離子)處理領(lǐng)域。
凹凸棒土經(jīng)焙燒、鹽酸、堿和無機(jī)鹽改性后可脫除孔道結(jié)晶水、碳酸鹽及雜質(zhì),能夠獲得疏松多孔、孔道貫通和離子交換容量大等性能,在廢水中色度脫除、磷酸根去除、單寧酸和重金屬Cu2+、Cr6+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、Hg2+離子吸附方面效果較好。
5、沸石
沸石具有較大的比表面積、孔容量、電負(fù)性,使得沸石在脫氮、除磷、脫除有機(jī)物和重金屬離子等方面應(yīng)用廣泛;天然沸石經(jīng)過改性處理,如熱處理、酸、堿、鹽改性和復(fù)合改性技術(shù)使得沸石表面活性、吸附性能及離子交換性能均獲得較大提升;其在工業(yè)廢水(生活污水、重金屬離子)處理、海水淡化、工業(yè)廢氣(脫硫、脫碳、除氮及吸附氨、氮氧化物和硫化氫)和天然氣凈化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
6、高嶺土
經(jīng)鹽酸、堿(氫氧化鈣)和鹽(硫酸亞鐵和氯化鐵)改性高嶺土能夠較好地對(duì)水中色度、重金屬Pb2+和Zn2+離子進(jìn)行去除。酸改性可通過改變高嶺土的吸附活性點(diǎn)位來提高其對(duì)磷的吸附凈化性能,吸附磷后可作為農(nóng)肥二次利用,在含磷廢水處理領(lǐng)域具有較廣闊的應(yīng)用前景。
7、蛭石
蛭石經(jīng)酸處理和有機(jī)改性或新型蛭石基復(fù)合材料對(duì)廢水中重金屬Pb2+和Zn2+離子的吸附和磷酸根的脫除均有較好效果。通過堿和酸改性蛭石可以明顯提高陽離子的亞甲基藍(lán)和還原紅B吸附;另外,可通過有機(jī)改性實(shí)現(xiàn)親水到疏水和負(fù)電到正電的轉(zhuǎn)換,使其吸附性能和應(yīng)用潛能顯著提高。
8、海泡石
天然海泡石比表面積和孔容量較大,但在實(shí)際應(yīng)用過程中因腔孔阻塞使得吸附效果不理想,需對(duì)海泡石進(jìn)行改性處理(加熱、水熱化、酸處理、鹽類活化和離子交換等方法)方能夠達(dá)到較好的吸附性能。
改性海泡石在水污染治理方面是一種高效和易再生的新型吸附劑,可用于處理含有有機(jī)染料、含油廢水、養(yǎng)殖廢水、鋁材切削液廢水、垃圾滲濾液、腐殖酸、氨氮、微囊藻、果糖、雙酚A、丙酮、甲苯、氯苯、六氯丁二烯、苯乙烯、萘、菲、十溴聯(lián)苯醚、氯草敏、苯噻酰草胺、有機(jī)磷、阿特拉津等有機(jī)污染物、重金屬、有害非金屬、硝酸鹽、含氟廢水、放射性核素等無機(jī)污染物的廢水。
9、粉煤灰
粉煤灰具有堆積孔結(jié)構(gòu),比表面積較大,粉煤灰內(nèi)部活性點(diǎn)Si、Al能夠與吸附質(zhì)通過化學(xué)鍵結(jié)合而具有較好的吸附性能;粉煤灰經(jīng)無機(jī)酸、堿改性可用于廢水中磷、氨、氮、重金屬鎳離子的吸附;而經(jīng)有機(jī)改性可用于廢水中的苯酚、分散藍(lán)和COD的去除、降解及脫色。
10、天然錳礦
錳鉀礦具有特殊孔結(jié)構(gòu)、大孔隙率、比表面積和陽離子交換量高等特點(diǎn);而且錳結(jié)核本身零點(diǎn)電和核表面的MOH+(M代表金屬元素)基團(tuán)對(duì)金屬離子的吸附或絡(luò)合能力有促進(jìn)作用,使其在廢水中重金屬離子處理方面有較大的優(yōu)勢(shì)。
軟錳礦具有強(qiáng)氧化性能,對(duì)廢水中陰陽離子染料,如亞甲基藍(lán)、羅丹明B和普施安藍(lán)等具有較好的脫出效果。
11、天然鐵礦
天然鐵礦應(yīng)用在廢水處理的有針鐵礦和黃鐵礦。針鐵礦的顏色呈暗褐色或條痕褐色,具有物化性能穩(wěn)定、比表面積高和顆粒尺寸微細(xì)等特點(diǎn),可用作吸附劑材料?!鴣碓矗豪畛?王麗萍.礦物材料處理廢水的研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2020,40(01):65-71.