粉煤灰絮凝劑種類及其應用研究現狀

高紅莉 李洪濤 張硌 郭雷（河南省科學院地理研究所，河南 鄭州 450052）

粉煤灰化學組成與粘土質相似，主要為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和未燃碳，另含有少量K、P、S、Mg、Na、Ti、Mn 等化合物和Cu、Zn 等微量元素，其中SiO2、Al2O3的含量約占粉煤灰總量的50%-80%[1].美國、日本等國家把粉煤灰當成一種重要的礦物資源，很早就已經開始對粉煤灰進行綜合利用，據不完全統計歐美發達國家粉煤灰的利用率已高達70%-80%，我國只有30%-40%，遠遠落后于歐美發達國家，而且我國粉煤灰產生量很大，如果不進行綜合利用，對土壤、大氣、水體造成的危害很大。

近年來，有關改性粉煤灰絮凝劑的研究報道很多，本文對不同改性工藝及改性粉煤灰絮凝劑的廢水處理原理和處理效果進行了對比分析，提出了目前粉煤灰絮凝劑研究存在的問題和今后的研究方向。

1 粉煤灰絮凝劑分類

1.1 原灰

粉煤灰由大小不等、形狀不規則的粒狀體組成，其粒徑在0.5-30 μm 之間，平均容重為783 kg/m3，平均密度為2.14 g/cm3；具有多孔結構，比表面積一般為2500-5000cm2/g，因此有很強的吸附性能，可與吸附質發生化學吸附和物理吸附，雖然從理論上講粉煤灰具有一定的吸附能力，但粉煤灰原灰的吸附效果不理想，因此必須通過改性來提高其吸附性能。

1.2 簡單改性粉煤灰絮凝劑

包括熔融改性、酸改性、堿改性、鹽改性、表面活性劑改性等，改性后粉煤灰結構和性能都發生相應改變，處理廢水的效果也得到提高，具體見表1。

1.3 復合改性粉煤灰絮凝劑

上述幾種方法所得到的改性粉煤灰絮凝劑分別對不同的廢水有較好處理效果，但是不能達到處理多種廢水的目的.為了使改性粉煤灰有更廣泛的應用，可以采用復合改性方法，進一步提高粉煤灰對水中污染物的去除能力。具體見表2。

1.4 合成改性粉煤灰絮凝劑

除了以上幾類改性方法，還有通過分步聚合方法，通過從粉煤灰中提取有用金屬元素鋁、鐵、硅等物質來制備新型高效絮凝劑。具體見表3。

不同改性方法對粉煤灰的改性效果不同，應用領域也不同.改性后的粉煤灰，不論是對廢水的處理，還是在水溶液中的分散性均能得到理想的效果.隨著粉煤灰改性研究的不斷深入，對粉煤灰改性的技術也將不斷發展.

2 粉煤灰絮凝劑在廢水處理中的作用

當前用粉煤灰來處理廢水的研究報道很多，采用酸溶或堿溶簡單改性得到的粉煤灰絮凝劑比表面積增大，吸附能力提高，對印染廢水和造紙廢水有良好的脫色效果.在酸溶和堿溶的同時添加其他物質制備的復合及合成改性粉煤灰絮凝劑，與簡單改性粉煤灰絮凝劑相比沉降快、污泥量小、成本低，可以處理焦化廠含酚廢水、造紙、制革、印染、制藥、電鍍、含油廢水和城市污水、礦井水等，成本低廉，處理效果也很好。詳細信息將表4。

表1 簡單改性粉煤灰絮凝劑種類

表2 復合改性粉煤灰絮凝劑種類

3 存在問題及展望

將粉煤灰直接用于廢水處理效果不理想，因此近年來通過將粉煤灰改性開發絮凝劑產品的研究越來越多，但有關粉煤灰絮凝劑基礎理論、安全性、環保性、經濟性等方面的研究不多.通過改性技術將粉煤灰應用于水處理領域，關鍵是要研制出附加值大、技術含量高、市場前景好的產品。今后要加強改性粉煤灰絮凝劑處理廢水的基礎理論研究，并重視廢渣處理問題，在此基礎上加強粉煤灰絮凝劑的活化和改性研究，加快研究開發實用技術與處理工藝，在我國粉煤灰的改性及其綜合利用的研究和開發任重道遠。

無機絮凝劑的發展經歷了從低分子量無機鹽絮凝劑到聚合氯化鋁（PAC）、聚氯硫酸鐵（PFCS）等無機高分子絮凝劑，以及聚硅酸鹽類絮凝劑、各種復合型無機高分子絮凝劑的過程，利用粉煤灰煤制取無機復合高分子絮凝劑是今后無機絮凝劑的發展方向之一。

表4 粉煤灰絮凝劑處理廢水效果

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