第二节 凹凸棒原土优选

一、凹凸棒土与其他矿物质对比

将表2-4中矿物质分别投加至5mg/L的HA溶液 (pH=7.0)中,使矿物质浓度为1g/L。低温 (5℃)振荡固液分离后,测定水样剩余 HA浓度,并计算其吸附量与去除率,试验结果如图2-8所示,根据市场价格优选矿物质。

表2-4 八种矿物质的特征

由图2-8可知,粉末活性炭作为一种经典的吸附剂,能有效地去除HA、,但其价格较高,且现有技术难以实现令人满意的再生效果,实际应用范围受到限制,因此,开发适于低温高色高氨氮水源水的高效低耗吸附剂已成为当前的研究热点。黏土类吸附剂由于其特殊的天然结构而具有良好的吸附与离子交换性能,且价格低廉、来源丰富,有着极其广阔的应用前景。筛选的矿物质中产于江苏盱眙的凹凸棒土比表面积大,价格便宜,且HA、的吸附量与去除率相对较高,故考虑将江苏盱眙凹凸棒土进行改性,用于处理低温高色高氨氮水源水,拓宽凹凸棒土的应用范围。

图2 8 八种矿物质对HA、吸附量与去除率的影响

二、最佳粒径确定

分别称取粒径为20~400目的凹凸棒土,投加至5mg/L的 HA溶液(pH=7.0)中,使矿物质浓度为1g/L,低温 (5℃)振荡固液分离,测定水样剩余 HA浓度并计算其吸附量与去除率,试验结果如图2-9所示。

图2-9 江苏盱眙凹凸棒原土粒径对HA与去除率的影响

图2-9表明不同粒径的江苏盱眙凹凸棒土对HA、的去除效果不同,200~250目时去除率最显著,分别稳定在20%、8%左右,且粒径对氨氮去除率的影响也较明显;粒径过小 (>350目)或粒径过大 (<50目)时去除率均降低,且粒径过小时凹凸棒粉成本提高,在投加初期易团聚,需很大的搅拌动力驱散团聚现象,致使系统控制操作更加复杂;粒径过大会导致无法或难以将凹凸棒土与水体混合均匀,容易造成凹凸棒土沉积在反应池底,影响吸附效果。综合考虑出水效果、经济成本、技术运行操作等多方面因素,本试验选用200目凹凸棒土进行研究。