膨润土在制浆造纸工业废水处理中的应用优势在于吸附性能和脱色能力较强,通过对废水中污染物的吸附来达到降低COD和脱色的目的。
用于废水处理的膨润土通常要进行有机改性以增强其对有机污染物的吸附能力。国内目前许多企业还依赖于进口膨润土,我国膨润土储量居世界位,分布地区广,充分利用这得天独厚的优越条件,自行开发高质量的膨润土产品,对于造纸工业提高产品质量和经济效益都有着非常重要的意义。常用的有机改性剂为有机胺阳离子表面活性剂,如氯化十六烷基(CPC)、化十六烷基三甲铵(CTMBA)、氯化十四(TPC)等。改性膨润土对有机质有很强的亲合力,有机质不仅可以被吸附于颗粒表面,而且也可以进入到膨润土的层间,形成膨润土—有机物复合体,另外改性膨润土对重金属离子都有良好的吸附作用。
在碱法造纸或硫酸盐造纸制浆过程中,产生的蒸煮废水称为黑液,其颜色深黑,有臭味,生产1t纸浆产生的黑液为15~20m3,全国水污染总量的30%来自造纸黑液,钻井泥浆膨润土,污染严重。用膨润土处理造纸黑液在国外早有报道。
武汉化工学院的孙家寿等经硅交联和有机物改性制成有机交联膨润土(TBC),研究发现,当pH值=4.5,TBC用量为24g/L H2O时,在常温下搅拌吸附60min后,其对COD的吸附效率为61.5%,吸附容量为549.3mgCOD/g。
此外,膨润土可与高分子絮聚剂连用,用于脱墨废水的处理及污泥脱水。杨久义等介绍了一种采用膨润土制备处理造纸黑液废水用的絮凝剂的方法,经正交试验,选择出优化的工艺条件,膨润土,色度、COD去除率分别达90%和70%。
邵红等以钠基膨润土为原料,合成了镍锆-无机柱撑、镍锆-有机柱撑系列改性膨润土,比较了不同改性膨润土对造纸废水的处理效果,研究结果表明,有机柱撑膨润土对造纸废水的处理效果,COD、色度、浊度去除率分别为77.8%、94%、97.4%。
膨润土广泛应用于钻井业,海边钻井等工程需要抗盐膨润土来保证顺利进行。抗盐膨润土能在盐碱环境下保持泥浆切力,在泥浆中形成稳定的空间网状结构。
造浆抗盐膨润土滤失量小于14ml,在海水、高矿化度水质条件下可形成稳定的高悬浮性泥浆体系,形成低渗透、柔韧、薄而致密的良好滤饼层,从而有利于稳定井壁、抑制泥浆流失。
且不受地理环境位置限制,可以就地取水造浆,解决了世界上抗盐膨润土滤失量过大(140~160ml)的弊端。尤其适用于盐碱污染环境,分散溶解速度快,造浆率高,饱和盐水地层也可施工。
在废纸回收系统中,膨润土(单独用或和滑石粉组合使用)可以通过将油墨和胶粘物吸附和系缚到纤维上,从而使油墨和胶粘物沉积到纸机各部件的趋势减到的小程度。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。废纸循环使用中,成纸中有用裸眼可见的斑点,这些斑点是由于油墨粒子具有“难于分散性质”而分散得差的结果。粒子通常是片状,厚度值从几微米(小粒子)到10μm(较大粒子),在废纸制浆过程中用机械分散的方法控制斑点,湖南膨润土,粒子被机械破碎,减小粒子尺寸使斑点成为不可见的。这些粒子不被除去而留于浆料中,故纸浆成为灰色,使白度大大降低。
若加入膨润土到废纸配料中,可防止斑点形成,膨润土能减小油墨粒子尺寸,使其能通过洗涤从浆中除去,或者聚集小油墨粒子成大尺寸的粒子,可以通过浮选或离心净化达到有效的除去,从而提高纸浆的白度。
膨润土在整个过程中起到了吸附、分散、沉积物控制、抗再沉淀等多种作用。
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