改性膨潤(rùn)土作為填埋場(chǎng)防滲吸附材料的探索研究.pdf

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

2、究以浙江安吉天然鈣基膨潤(rùn)土為原料制備鈉基土，通過(guò)研究有機(jī)、無(wú)機(jī)陽(yáng)離子嵌入鈉基膨潤(rùn)土層間的各種控制因素與改性膨潤(rùn)土對(duì)模擬污染物質(zhì)吸附效果之間的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)相對(duì)較好的有機(jī)、無(wú)機(jī)陽(yáng)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(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，期望其能提高改性膨潤(rùn)土對(duì)污染物質(zhì)的吸附能力，同時(shí)洗刷廢水自身也得到較好的處理。 本研究采用季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑、多季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑和陰離子表面活性劑對(duì)鈉基膨潤(rùn)土

3、進(jìn)行有機(jī)改性，并研究了改性膨潤(rùn)土對(duì)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(rùn)土對(duì)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(rùn)土對(duì)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(lèi)表面活性劑改性的膨潤(rùn)土，這在研究文獻(xiàn)中還鮮有提及。 基于多季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)鈉基膨潤(rùn)土有較好的改性效果，同時(shí)為了降低成本，達(dá)到以廢治廢的目的，本研究用該類(lèi)表面活性劑的洗刷廢水作為改性

4、劑改性鈉基膨潤(rùn)土。改性膨潤(rùn)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(rùn)土的層間。通過(guò)研究洗刷廢水改性的膨潤(rùn)土對(duì)酚、甲醛、鉛、鉻四種模擬廢水的吸附效果，發(fā)現(xiàn)改性膨潤(rùn)土對(duì)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(rùn)土對(duì)酚的去除率可達(dá)鈉基膨潤(rùn)土的4.28倍，對(duì)甲醛的去除率可達(dá)鈉基膨潤(rùn)土的2.49倍。而洗刷廢水改性的膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子鉛和鉻的吸附性能基本接近鈉基膨潤(rùn)土，在鉛和鉻同時(shí)存在的情況下，改

5、性膨潤(rùn)土優(yōu)先對(duì)鉛進(jìn)行吸附。進(jìn)一步用該類(lèi)改性膨潤(rùn)土對(duì)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(rùn)土對(duì)滲濾液CODCr的去除率為鈉基膨潤(rùn)土的1.31倍，BOD5的去除率為鈉基膨潤(rùn)土的1.26倍。而經(jīng)雙烷基三季銨鹽洗刷廢水改性的膨潤(rùn)土對(duì)NH3-N的去除率可達(dá)鈉基膨潤(rùn)土的2.03倍，而且經(jīng)洗刷廢水改性的膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附效果基本接近鈉基膨潤(rùn)土。另

6、外，通過(guò)測(cè)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(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。 用多季銨鹽洗刷廢水對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行改性以后，改性膨潤(rùn)土對(duì)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(lèi)改性膨潤(rùn)土用于填埋場(chǎng)防滲吸附襯里層，以彌補(bǔ)鈉基膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)吸附能力的不足。 本研究利用一類(lèi)新型的陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性