凹凸棒石黏土（简称凹土）是一种铝镁硅酸 盐矿物，属稀有非金属矿产资源。凹土具有独特 的纤维状晶体结构及优越的胶体、吸附、催化和 充填等物化性能，在废水处理中具有广泛的应 用基于凹土特殊的性能，利用凹土复合 PAM，提高PAM的絮凝性能，降低PAM的使用 成本，可以达到PAM与无机混凝剂的复配效果。 利用凹土所具有的选择性吸附有害物及各种有机 和无机污染物[4_5]的功能，凹土复合PAM开发新 型的复合絮凝剂，可用于处理高色度、高COD废 水，也可以利用凹土的阳离子可交换性可用于处 理含重金属废水[6]。本文在合成凹土复合聚丙烯酰 胺絮凝剂的基础上，对受污河水的COD和浊度的 去除效果进行了讨论，为新型絮凝剂产品的研发 提供了一定的借鉴。

1实验部分

1. 1实验药品

凹土购自江苏盱眙玖川科技有限公司，其他 化学试剂均为分析纯，购买后直接使用。废水水 样取自学校附近河水。

1.2实验方法 1.2.1凹土改性

采用热改性，一方面脱除水分，增大有效比 表面积；另一方面活化吸附中心，提高其吸附效 果。称取一定量经预处理后的凹土，分别在马弗 炉中经不同温度（lOOC、200°C、300X：、400°C、 500°C)烘培lh，冷却至室温，研磨，过325目 筛，密封保存。

1.2.2复合絮凝剂的制备

将一定量的热改性凹凸棒土溶于去离子水中，超 声振荡30min后得悬浊液，随后加人一定量丙烯酰 胺，超声振荡3min,在氮气气氛中搅拌，在35°C下 加入一定量的N, N’ -亚甲基双丙烯酰胺，过硫酸钾 引发聚合反应，制得凹土复合PAM絮凝剂产品。

1.3分析方法 1. 3.1 FT-IR 分析

用Nicolet NEXUS 670 FT-IR红外光谱仪分 析复合絮凝剂的组成。

1.3.2受污河水COD，浊度的测定

实验采用的受污河水初始COD为45. 5 mg/L， 油度为2. 5NTU，pH值为7. 2。取受污河水 700mL，加人一定量的复合絮凝剂，搅拌时间5min， 静止沉淀时间30min，取上清液测定COD和浊度。 COD采用重铬酸钾快速消解分光光度法，浊度采用 YZI>1B型液体浊度仪测量。

2结果与讨论

2.1复合絮凝剂的FT-IR分析

图1为改性凹土复合PAM絮凝剂的FT-IR 分析图。复合絮凝剂的FT-IR中，vN-H伸缩振动 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为SN-H弯曲振动吸 收。在llOOcmdJOOcnr1附近出现两个显著的 新吸收峰，为Si-O的不对称和对称伸缩振动吸收 峰，是硅酸盐的特征峰[7—83，说明复合絮凝剂中凹 土的存在。在lOOOcnT1附近有Si-OC振动。说 明凹土与聚丙烯酰胺单体发生了接枝聚合，并不 是简单的复配。

凹土复合PAM 

1500 1000 1500 2000 2500 3000 350004000 4500010002000300C

■tin kilci-l)波数/(cm-1)

图1改性凹土复合PAM絮凝剂的FT-IR 

2.2凹土热改性温度对复合絮凝剂絮凝效果的 影响

图2为热改性温度对复合絮凝剂絮凝效果的 影响曲线。COD去除率随着改性温度的升高先增 后降。在400°C左右时，COD的去除率最大，达到 37. 8%，主要是因为随改性温度的升高，凹土经历 了外表面吸附水、孔道吸附水和部分结晶水的脱 出过程。凹土中的有机质及部分矿物质分解，使 原先杂乱堆积的针棒状纤维变得疏松多孔，孔隙 容积和比表面积大大增加，其吸附性能也大大增 强。当温度超过400T：时，因结晶水的大量脱出， 会使凹凸棒土结构发生变形甚至破坏，其比表面 积会降低，吸附絮凝性能下降，导致COD的去除 率也随之下降^ 2.3热改性凹土投加量对复合絮凝剂絮凝效果的 影响

图3为热改性凹土投加量对复合絮凝剂絮凝效 果的影响图。随改性凹土投加量的增加，复合絮凝 剂的絮凝效果先增高后降低，凹土的的最佳投加量 为0.5%。凹土与PAM复合，形成了以凹土为核的 局部高分子体系，絮凝效果增强。当凹土投加量增 大时，凹土团聚增强，分散性变差，导致絮凝效果 减弱。

2.4复合絮凝剂投加量对受污河水浊度的影响 图4为复合絮凝剂投加量对受污河水浊变的影 响图。复合絮凝剂的加入，导致受污河水杂质悬浮 颗粒迅速絮凝沉降，致使污水浊度下降。在投加量 为50mg/L时，絮凝效果最好，随后絮凝剂的增加使 独度去除率减小，符合DLV0理论，与常规混凝剂的混凝机理类似。

凹土、PAM、复合混凝剂处理受污河水效果 比较

由图5、图6可以看出，复合絮凝剂与改性凹土 和聚丙烯酰胺单独使用相比较，复合絮凝剂具有 COD去除率高、浊度去除率高、投加量少的优点，复 合絮凝剂对受污河水COD的去除率达到45. 6%， 浊度的去除率达到66.3%。复合絮凝剂、PAM、凹 土单独使用时的絮凝效果，随投加量的增加趋势基 本一致，但出现了 COD，浊度去除率最优点不同的 情况。单独使用凹土时，投加量200mg/L时，受污 河水浊度去除率最大为35. 4%;单独使用PAM时， 投加量150mg/L时，受污河水浊度去除率最大为 37. 7% ;复合絮凝剂投加量50mg/L时，受污河水池 度去除率最大为66.3%。说明复合絮凝剂中凹土 与PAM协同效应显著,处理效果得到大幅度提升， 相应的COD去除效果实验也具有相似的规律。

3结论

通过热改性凹土复合PAM制备新型絮凝剂， 研究结果表明：

1)热改性温度在400\：时，复合絮凝剂的絮凝 效果最佳。

2)热改性凹土的投加量在0.5%时，复合絮凝 剂的絮凝效果最佳。

3)复合絮凝剂中凹土和PAM协同效应显著，复合絮凝剂投加量50mg/L时，受污河水的COD和 浊度的去除效果最好。