膨润土在制浆造纸工业废水处理中的应用优势在于吸附性能和脱色能力较强，通过对废水中污染物的吸附来达到降低cod和脱色的目的。
用于废水处理的膨润土通常要进行有机改性以增强其对有机污染物的吸附能力。常用的有机改性剂为有机胺阳离子表面活性剂，如氯化十六烷基（cpc）、化十六烷基三甲铵（ctmba）、氯化十四（tpc）等。改性膨润土对有机质有很强的亲合力，有机质不仅可以被吸附于颗粒表面，而且也可以进入到膨润土的层间，形成膨润土—有机物复合体，另外改性膨润土对重金属离子都有良好的吸附作用。随着有关膨润土的开发、改性及深加工等工作的深入开展，其应用领域必将进一步扩大。
在碱法造纸或硫酸盐造纸制浆过程中，产生的蒸煮废水称为黑液，其颜色深黑，有臭味，生产1t纸浆产生的黑液为15～20m3，全国水污染总量的30%来自造纸黑液，污染严重。用膨润土处理造纸黑液在国外早有报道。
武汉化工学院的孙家寿等经硅交联和有机物改性制成有机交联膨润土（tbc），研究发现，当ph值=4.5，tbc用量为24g/lh2o时，在常温下搅拌吸附60min后，其对cod的吸附效率为61.5%，安徽纳基膨润土，吸附容量为549.3mgcod/g。形成了一种桥联作用，减少了泥浆中的自由水，改变了泥浆的性能参数，达到降低滤失率的目的。
此外，膨润土可与高分子絮聚剂连用，用于脱墨废水的处理及污泥脱水。杨久义等介绍了一种采用膨润土制备处理造纸黑液废水用的絮凝剂的方法，经正交试验，纳基膨润土生产工艺，选择出优化的工艺条件，色度、cod去除率分别达90%和70%。
邵红等以钠基膨润土为原料，合成了镍锆-无机柱撑、镍锆-有机柱撑系列改性膨润土，比较了不同改性膨润土对造纸废水的处理效果，研究结果表明，有机柱撑膨润土对造纸废水的处理效果，cod、色度、浊度去除率分别为77.8%、94%、97.4%。
1）阳离子可以将膨润土颗粒联结在起，制约了膨润土颗粒的分散。多价离子比一价离子电荷密度大，颗粒之间产生较强的静电引力，使膨润土颗粒联结的能力强，因此钙质膨润土的分散能力比钠质膨润土要弱。
2）蒙脱石晶格置换产生的负电荷要吸附电性相反的离子来平衡溶液的电性。这些电性相反的离子是以水化离子形式存在于溶液当中，带负电荷的蒙脱石颗粒吸附水化阳离子形成双电层。双电层的厚度与反离子价数的两次方成反比，纳基膨润土防水毯，即阳离子价高，水化膜薄，膨胀倍数低；其中化学控制法是目前为常用和比较有效的树脂控制方法，它是利用一些树脂控制剂使树脂附着在纤维表面或稳定地分散在浆料系统中，从而避免树脂在设备表面的沉积。而阳离子价效低，水化膜厚，膨胀倍数高。
3）钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层，钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下，由于静电引力较小，钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距，而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大，极性水分子不易进入晶层之间，因此，钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小，表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上，蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制，含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀，直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后，可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能，使之达到好的使用效果。以膨润土代替表面活性剂有好的物理性能，改善了化学稳定性，减少了水解作用的发生，同时也降低了表面活性剂对造纸过程的不良影响，当用作内部施胶时，膨润土还可在微粒助留助滤体系中起到助留助滤的作用。
若加入膨润土到废纸配料中，可防止斑点形成，膨润土能减小油墨粒子尺寸，使其能通过洗涤从浆中除去，或者聚集小油墨粒子成大尺寸的粒子，可以通过浮选或离心净化达到有效的除去，从而提高纸浆的白度。
膨润土在整个过程中起到了吸附、分散、沉积物控制、抗再沉淀等多种作用。
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