膨润土是我国含量丰富的一种粘土矿物,具有独特的晶体结构,使其对重金属离子等具有良好的交换性和选择性。膨润土应用于废水处理,具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。改性处理能大大提高膨润土的吸附性能,并能有效吸附水溶液中的重金属离子等污染物质。因此,本试验先对膨润土原土进行了钠化,然后在此基础上用阴-阳离子表面活性剂改性制得有机改性膨润土。本论文主要的研究内容为:以重金属离子中的Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺为对象,研究了Na-膨润土和有机改性膨润土对废水中重金属离子的吸附规律;有机改性膨润土对二元重金属离子混合体系吸附的实验研究;有机改性膨润土的洗脱附及再生实验研究;有机改性膨润土对实际废水的处理研究。主要研究结果如下:1.通过对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的等温吸附试验,发现Na-膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附分别符合Langmuir、Langmuir、Freundlich等温式,有机改性膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附分别符合Langmuir、Langmuir、Freundlich等温式;有机改性膨润土比Na-膨润土均具有更大的吸附容量。本论文还对有机改性膨润土提高重金属离子Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺吸附的机理进行了探讨。2.通过对影响重金属离子吸附的时间、pH值、膨润土用量、温度等因子进行系统优化研究,得出了Na-膨润土及有机改性膨润土分别吸附Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的最佳吸附条件,在此优化条件下,Na-膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的吸附率分别为93.5%、91.9%、89.2%,而有机改性膨润土分别为99.3%、98.8%、97.9%。3.在二元重金属离子混合体系吸附试验中,发现有机改性膨润土对Cu²⁺的选择吸附性较好,比单一体系下对Cu²⁺的去除率有所提高;而有机改性膨润土对Cd²⁺、Zn²⁺的选择吸附效果均不如Cu²⁺,比单一体系下对Cd²⁺、Zn²⁺的去除率均有不同程度的降低。根据试验结果,本论文还从膨润土的内部结构、重金属离子的离子半径和有效水合离子半径等方面对竞争吸附的机理进行了初步探讨。4.酸洗脱试验表明,吸附有重金属离子的有机改性膨润土易于洗脱附,可高达97.35%。并且对脱洗附后的有机改性膨润土进行了再生吸附试验,试验表明洗脱附后的有机改性膨润土具有比较好的重复利用性。5.用制得的有机改性膨润土对电镀厂的实际废水进行了处理,在膨润土用土量5.0g/L下即已使废水中的主要重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺低于国家的排放标准。综合各种实验数据及理论分析,改性膨润土在环境保护,特别是重金属离子废水处理及环境修复中的应用具有重大意义,用于环境污染治理将有广阔的应用前景。