混凝沉淀法是目前水處理技術中最常用的物理處理方法。聚丙烯酰胺（PAM)是目前使用最為廣泛的人工合成有機高分子混凝劑，它的混凝效果在于對膠體表面具有強烈的吸附作用，在膠粒之間形成橋聯，廣泛用于污水的沉淀處理和污泥的脫水。優點在于其官能團多、分子量髙、穩 定性好、吸附架橋能力強、絮凝效果好，熱改性凹土同時投 加量少、使用范圍廣、具有產生的污泥少等優點。 PAM單獨使用絮凝效果一般，通常都是和無機混 凝劑復配使用，而且PAM成本較高，其水解、降 解產物有毒，在水中的殘留會對人類的健康帶來 一定的潛在風險。
凹凸棒石黏土（簡稱凹土）是一種鋁鎂硅酸 鹽礦物，屬稀有非金屬礦產資源。凹土具有獨特 的纖維狀晶體結構及優越的膠體、吸附、催化和 充填等物化性能，在廢水處理中具有廣泛的應 用基于凹土特殊的性能，利用凹土復合 PAM，提高PAM的絮凝性能，降低PAM的使用 成本，可以達到PAM與無機混凝劑的復配效果。 利用凹土所具有的選擇性吸附有害物及各種有機 和無機污染物[4_5]的功能，凹土復合PAM開發新 型的復合絮凝劑，可用于處理高色度、高COD廢 水，也可以利用凹土的陽離子可交換性可用于處 理含重金屬廢水[6]。本文在合成凹土復合聚丙烯酰 胺絮凝劑的基礎上，對受污河水的COD和濁度的 去除效果進行了討論，為新型絮凝劑產品的研發 提供了一定的借鑒。
1實驗部分
1. 1實驗藥品
凹土購自江蘇盱眙玖川科技有限公司，其他 化學試劑均為分析純，購買后直接使用。廢水水 樣取自學校附近河水。
1.2實驗方法 1.2.1凹土改性
采用熱改性，一方面脫除水分，增大有效比 表面積；另一方面活化吸附中心，提高其吸附效 果。稱取一定量經預處理后的凹土，分別在馬弗 爐中經不同溫度（lOOC、200°C、300X：、400°C、 500°C)烘培lh，冷卻至室溫，研磨，過325目 篩，密封保存。
1.2.2復合絮凝劑的制備
將一定量的熱改性凹凸棒土溶于去離子水中，超 聲振蕩30min后得懸濁液，隨后加人一定量丙烯酰 胺，超聲振蕩3min,在氮氣氣氛中攪拌，在35°C下 加入一定量的N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，過硫酸鉀 引發聚合反應，制得凹土復合PAM絮凝劑產品。
1.3分析方法 1. 3.1 FT-IR 分析
用Nicolet NEXUS 670 FT-IR紅外光譜儀分 析復合絮凝劑的組成。
1.3.2受污河水COD，濁度的測定
實驗采用的受污河水初始COD為45. 5 mg/L， 油度為2. 5NTU，pH值為7. 2。取受污河水 700mL，加人一定量的復合絮凝劑，攪拌時間5min， 靜止沉淀時間30min，取上清液測定COD和濁度。 COD采用重鉻酸鉀快速消解分光光度法，濁度采用 YZI>1B型液體濁度儀測量。
2結果與討論
2.1復合絮凝劑的FT-IR分析
圖1為改性凹土復合PAM絮凝劑的FT-IR 分析圖。復合絮凝劑的FT-IR中，vN-H伸縮振動 吸收位于3430 cm—1，酰胺羰基特征吸收峰VC=0 位于1661 cm—1,1618 cm—1為SN-H彎曲振動吸 收。在llOOcmdJOOcnr1附近出現兩個顯著的 新吸收峰，為Si-O的不對稱和對稱伸縮振動吸收 峰，是硅酸鹽的特征峰[7—83，說明復合絮凝劑中凹 土的存在。在lOOOcnT1附近有Si-OC振動。說 明凹土與聚丙烯酰胺單體發生了接枝聚合，并不 是簡單的復配。
凹土復合PAM
1500 1000 1500 2000 2500 3000 350004000 4500010002000300C
■tin kilci-l)波數/(cm-1)
圖1改性凹土復合PAM絮凝劑的FT-IR
2.2凹土熱改性溫度對復合絮凝劑絮凝效果的 影響
圖2為熱改性溫度對復合絮凝劑絮凝效果的 影響曲線。COD去除率隨著改性溫度的升高先增 后降。在400°C左右時，COD的去除率最大，達到 37. 8%，主要是因為隨改性溫度的升高，凹土經歷 了外表面吸附水、孔道吸附水和部分結晶水的脫 出過程。凹土中的有機質及部分礦物質分解，使 原先雜亂堆積的針棒狀纖維變得疏松多孔，孔隙 容積和比表面積大大增加，其吸附性能也大大增 強。當溫度超過400T：時，因結晶水的大量脫出， 會使凹凸棒土結構發生變形甚至破壞，其比表面 積會降低，吸附絮凝性能下降，導致COD的去除 率也隨之下降^ 2.3熱改性凹土投加量對復合絮凝劑絮凝效果的 影響
圖3為熱改性凹土投加量對復合絮凝劑絮凝效 果的影響圖。隨改性凹土投加量的增加，復合絮凝 劑的絮凝效果先增高后降低，凹土的的最佳投加量 為0.5%。凹土與PAM復合，形成了以凹土為核的 局部高分子體系，絮凝效果增強。當凹土投加量增 大時，凹土團聚增強，分散性變差，導致絮凝效果 減弱。
2.4復合絮凝劑投加量對受污河水濁度的影響 圖4為復合絮凝劑投加量對受污河水濁變的影 響圖。復合絮凝劑的加入，導致受污河水雜質懸浮 顆粒迅速絮凝沉降，致使污水濁度下降。在投加量 為50mg/L時，絮凝效果最好，隨后絮凝劑的增加使 獨度去除率減小，符合DLV0理論，與常規混凝劑的混凝機理類似。
凹土、PAM、復合混凝劑處理受污河水效果 比較
由圖5、圖6可以看出，復合絮凝劑與改性凹土 和聚丙烯酰胺單獨使用相比較，復合絮凝劑具有 COD去除率高、濁度去除率高、投加量少的優點，復 合絮凝劑對受污河水COD的去除率達到45. 6%， 濁度的去除率達到66.3%。復合絮凝劑、PAM、凹 土單獨使用時的絮凝效果，隨投加量的增加趨勢基 本一致，但出現了 COD，濁度去除率最優點不同的 情況。單獨使用凹土時，投加量200mg/L時，受污 河水濁度去除率最大為35. 4%;單獨使用PAM時， 投加量150mg/L時，受污河水濁度去除率最大為 37. 7% ;復合絮凝劑投加量50mg/L時，受污河水池 度去除率最大為66.3%。說明復合絮凝劑中凹土 與PAM協同效應顯著,處理效果得到大幅度提升， 相應的COD去除效果實驗也具有相似的規律。
3結論
通過熱改性凹土復合PAM制備新型絮凝劑， 研究結果表明：
1)熱改性溫度在400\：時，復合絮凝劑的絮凝 效果最佳。
2)熱改性凹土的投加量在0.5%時，復合絮凝 劑的絮凝效果最佳。
3)復合絮凝劑中凹土和PAM協同效應顯著，復合絮凝劑投加量50mg/L時，受污河水的COD和 濁度的去除效果最好。
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