即时合成层状氢氧化物去除直接大红染料废水

即时合成层状氢氧化物去除直接大红染料废水朱洪涛盖红玉段宇(华北电力大学环境科学与工程学院河北保定071003)摘要初步研究了即时合成层状氢氧化物去除直接大红染料废水的实验方法、影响因素和去除机理。实验结果表明,处理直接大红染料的最佳条件为:染料初始质量浓度为300mg/L,pH值为10,Mg/Al摩尔比为3B1,在此条件下,染料去除率可达100%,Mg2+的利用率可达73%,Al3+的利用率可达94%。其去除机理主要是:Mg2+、Al3+水解共沉淀形成LDH,染料阴离子优先进入LDH结构层间平衡结构电荷,从而使染料以LDH沉淀形式被去除。关键词即时合成层状氢氧化物染料废水处理TreatmentofWastewaterContainingDirectRedbySynthesizingLayerDoubleHydroxideIn-situZHUHongtaoGAIHongyuDUANYu(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversityBaoding,Hebei071003)AbstractTheexperimentalmethod,influencingfactorsandremovalmechanismofdirectreddyebysynthesizinglayerdou-blehydroxidein-situisdiscussed.Theexperimentalresultsindicatethatthebestexperimentalconditionstoremovedirectredfromwastewatershouldbe:initialconcentrationofdyestuffwith300mg/L,pHvalue10andMg/Alratio3B1.Underthiscondition,themaximumremovalefficiencyofdyeanionscanreach100%andtheutilizationofMg2+andAl3+canreach73%and94%respectively.Theremovalmechanismismainlydescribedasfollows:thehydrolysisandco-precip-itationofMg2+andAl3+togetherformsLDHformsMg/Al-LDH,dyeanionsareselectivelyintercalatedintointerlayerofLDHtobalancepositivestructuralcharge,sothatthedyeanionsinwastewaterisremovedbysettleofLDHsynthesizinginsitu.KeyWordssynthesizinginsitulayerdoublehydroxide(LDH)dyestuffwastewatertreatment0引言在染料的生产和使用中约有10%~15%的染料随废水排入环境[1]。而染料废水由于染料的特殊性质,不仅有机物含量高、生化性差、COD高,而且色度高、成分复杂,有潜在毒性和致癌致畸性。这类废水如直接排放,会对环境造成严重污染,并且可能通过食物链直接或间接影响动植物和人类的健康[1]。染料生产品种多、批量小、更新快[2-4],使得染料废水成为当前最主要的水体污染源之一。用于处理染料废水的方法有:絮凝沉淀法[5]、吸附法[6]、气浮法、膜分离法、化学氧化还原降解法[7]、生物法[8-9]、光催化氧化法等[1,10]。这些方法都存在一定缺陷,例如成本过高、产生二次污染、染料脱色率较低、操作条件不容易达到等。因此,研究开发染料废水的处理方法一直是研究的热点。层状双氢氧化物(layerdoublehydroxide,LDH),也称为水滑石、阴离子粘土。其基本结构式可表示为:M2+xM3+y(OH)2x+3y-nz(An-)z#mH2O,M2+和M3+分别代表二价和三价阳离子,An-代表n价阴离子。LDH具有类似水镁石的层状结构,在水镁石的结构单元层中,二价阳离子部分被三价阳离子替代,产生结构正电荷,从而需要引入阴离子进入结构单元层间平衡结构正电荷。处于结构层间的阴离子与结构正电荷属于远程静电平衡,作用力较弱,其中的阴离子可以被其他阴离子交换,因而LDH具有优异的阴离子交换性能[11]。本文采用即时合成LDH的方法研究了处理直接大红染料废水的最佳条件,在合成LDH的同时,去除了染料阴离子。1实验部分1.1实验材料MgCl2#6H2O,AlCl3#6H2O,NaOH,乙二胺四乙酸二钠,结晶乙酸钠,十六烷基三甲基