随着我国工业化进程的加快,水污染问题日益严重。现今我国江河湖泊等多种水体受到了不同程度的污染,大大降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺,对我国可持续发展战略的实施带来了不利影响。为了更好的倡导国家可持续发展战略,针对水体中的各种污染物开发经济、环保、高效的处理方法刻不容缓。直链烷基苯磺酸钠(LAS)是一种重要的阴离子表面活性剂,通常作为家庭合成洗涤剂、清洁剂、去污粉等的配制成分,用途十分广泛,每年我国消耗的LAS总量超过100万吨。由于LAS的广泛应用,每年都有大量的LAS进入各种水体之中,在自然环境中LAS须20-22天方能降解完全,且会在环境中和生物体内有累积,对动植物有较大的毒害作用,对环境产生不同程度的影响,成为目前环境中最常见的具有代表性的一类有机污染物,其环境行为及环境效应受到普遍关注。我国天然沸石种类多,资源丰富,价格低廉,具有多种特殊理化性能,在水处理及催化领域已有广泛应用。但天然沸石孔道容易被细碎颗粒堵塞,且沸石中铝氧结构带负电荷且具有极强的亲水性,为了实现沸石对污染物的处理,常需要对其进行改性处理。本文主要致力于改性天然斜发沸石吸附去除水中LAS,及以生物沸石填料柱去除LAS的系统研究。主要研究内容及结果如下：1.分析测试方法研究。研究了紫外光度法测定水体中的LAS含量和一阶导数光谱法测定水体中十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的含量,探讨了吸收波长、测定时间、pH值及温度对测定结果的影响,同时考察了加标回收率、稳定性和检测限,以及金属离子和有机物对方法的干扰。结果表明,LAS浓度在0-60.00 mg/L范围内得到线性方程y=0.0329x+0.0835,R2=0.996,平均加标回收率在95.35%一96.74%之间,相对标准偏差RSD(n=6) ≤1.32％,检出限为0.36 mg/L；CTMAB浓度在0-40.00 mg/L范围内线性方程为y=0.0022x+0.0006,R2=0.999,平均加标回收率在96.60%-97.63%之间,相对标准偏差RSD(n=6)≤0.31%,检出限为0.18 mg/L。直接光度法测定LAS和导数光谱测定CTMAB方法操作简单、测试速度快、精密度高、稳定性好、检出限低,但LAS和CTMAB共存时对测定干扰大。为此,本文还考察了采用电喷雾质谱法(ESI-MS)法测定LAS和CTMAB,结果表明,LAS和CTMAB在0.050-5.00 mg/L范围内的MS工作曲线分别为y=979.13x+374113和y=850.53x+413499,R2都为0.996,线性关系良好,但对仪器和操作水平有较高要求。本文中LAS和CTMAB的测定方法将用于沸石改性和LAS废水处理过程中的LAS和CTMAB含量测定。2.开展了天然沸石改性及表征研究。天然沸石(Z)经碱液处理,制得P型沸石(PZ),再用CTMAB对天然沸石和P型沸石进行表面修饰,制得有机改性沸石(ZC和PZC),并采用SEM&EDS、XRD等仪器对沸石进行表征,对比研究沸石在改性前后微观形貌和性质的差异。结果表明,沸石经碱液处理后表面分布着较规则的球型颗粒,硅铝比下降,物相组成基本没有变化,零净电荷点升高,比表面积和孔径增大；CTMAB修饰后,沸石表面被一层灰色物质所覆盖,红外测试在2920 cm-1及2850 cm-1处出现了CTMAB的-CH2和-CH3产生的对称和反对称伸缩振动吸收峰,天然沸石相同位置无明显峰出现,说明沸石经改性处理表面已经负载了CTMAB;经含量测定及元素分析,确定沸石的改性剂CTMAB负载量,ZC为12.25 mg/g,PZC为25.31 mg/g。通过一系列的表征测试证明了PZ在微观形貌及性质相对于z已经发生了变化,ZC和PZC都负载了CTMAB,但PZC的负载量明显多于ZC。3.沸石的表面性能研究。采用反气相色谱(IGC)法,以三氯甲烷等极性小分子和直链非极性的饱和烷烃为探针分子,研究Z、PZ、ZC、2PZC的表面吸附自由能、色散作用自由能及酸碱作用自由能。沸石经碱液处理后对正辛烷的吸附自由能从383 K的18.88kJ/mol增大至21.24 kJ/mol,经CTMAB修饰后降为15.90 kJ/mol,对其他探针分子在不同温度下也呈现着同样的升降趋势；在383 K,天然沸石色散能为34.59 mJ/m2,碱液处理后色散能增大为38.95 mJ/m2, CTMAB修饰后降为27.90 mJ/m2；天然沸石的弱酸性位在碱液处理后增强,CTMAB修饰后酸性位减弱。通过对Z、PZ、ZC、PZC表面性能的测定,说明了沸石表面的吸附自由能大、色散能高、酸性位强可以使沸石表面负载更多CTMAB,越多的CTMAB覆盖在沸石表面,使得沸石表面吸附自由能和色散能更低,酸性位更弱。4.ZC和PZC对LAS的吸附性能和机理研究。研究了ZC和PZC对溶液中LAS的吸附性能,探讨了吸附动力学、热力学和吸附机理。结果表明,振动吸附平衡时间为4 h,温度为20℃,pH=2时,达到最佳吸附量分别为9.12和23.07 mg/g,温度从20℃升高至50℃,吸附量降为6.91和15.44mg/g。ZC和PZC对LAS吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,饱和吸附量分别为27.10 mg/g和12.66 mg/g,推测吸附过程主要为单分子层的化学吸附,PZC具有更好的动力学性能,其吸附速率常数大于ZC。PZC吸附LAS过程中的表观活化能为53.66 kJ/mol,吉布斯吸附自由能ΔG0为6.22 J/mol。PZC在吸附过程中CTMAB溢出量为0.31 mg/g,为ZC的三分之一。该类改性沸石在处理LAS废水中将有着重要的应用前景。5.开展了SBR系统降解LAS和沸石填料柱处理LAS研究。自制了SBR处理系统,优化了SBR处理条件,并用于LAS废水处理研究,探讨了降解动力学；根据SBR降解的金属离子促进作用,制备了锰离子改性天然沸石填料柱用于LAS废水处理,考察了处理条件,讨论了沸石填料柱对废水中LAS的处理模型。结果表明,当5 L活性污泥中LAS初始浓度为10.00 mg/L左右时,最佳曝气量为0.2 m3/h, pH值为7,降解时间14 h, LAS去除率可达82.16%。Mn2+、Na+对活性污泥处理LAS能力有明显提高,LAS去除率分别达到90.94%和85.44%,降解动力学方程为v=8.06x10-S×S/(0.81+S)；填充沸石滤层高度为150 cm为宜,滤速为3.02 mL/min,处理浓度为10.0mg/L的LAS模拟废水,天然沸石和改性沸石填料去除率分别为51.60%和72.10%。通过实验对沸石填料柱处理LAS废水动力学模型参数的确定,得出天然沸石和改性沸石填料处理模型为：和该结果为LAS类废水的处理工艺设计提供了一定的理论依据。