粉煤灰在印染廢水處理中的應用研究

張偉

（中電環保股份有限公司江蘇南京211102）

粉煤灰在印染廢水處理中的應用研究

張偉

（中電環保股份有限公司江蘇南京211102）

本研究以電廠粉煤灰為原料，分別探討其經酸、堿及鹽改性后，對實際廢水中染料分子的去除情況。結果表明在最優的改性條件和吸附條件下，對亞甲基藍的去除率可達88%，對剛果紅的去除率可達97%。

粉煤灰；改性；染料

1 研究背景

粉煤灰是一種經過高溫灼燒后形成的如火山灰性質的混合材料，粉煤灰主要來源于燃煤電廠，通常耗費8t的原煤就會產生2t的粉煤灰。鑒于粉煤灰是一種具有較大比表面積的多孔結構物質，并且其自身為堿性，近年來在煙氣脫硫等污水治理領域，粉煤灰作為脫硫添加劑及凈水吸附劑也逐漸成為研究熱點，可是沒有經過加工的原灰含有的活性成分太少，需要對其進行改性，加強其吸附能力，本文將就改性粉煤灰在印染廢水中的應用進行探討。

1.1 實驗材料

本實驗中所選用粉煤灰來自江蘇某電廠，其成分為SiO254.40%、Al2O328.07%、Al2O35.97%、CaO5.16%、MgO1.07%、SO30.49%、TiO21.14%、K2O1.42%、Na2O 0.52%、P2O50.37%，通常粉煤灰的氧化鈣含量在1-10%范圍之間為低鈣灰，氧化鈣的含量高于10%，則是高鈣灰，粉煤灰氧化鈣的含量為5.16%，活性成分CaO較少，本實驗中擬通過改性提高其對染料分子的吸附效率。

1.2 粉煤灰改性

1.2.1 NaOH改性

（1）最佳NaOH濃度的確定。比較粉煤灰經不同濃度NaOH改性后對亞甲基藍和剛果紅的去除效率，在NaOH濃度為1mol/、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L時，對亞甲基藍的去除率為86.2%、86.8%、83.7%、80.2%、74.9%：同等條件下剛果紅的去除率為94.4%、97.4%、95.9%、92.7%、86.8%。

通過數據可以看出，對于吸附去除亞甲基藍和剛果紅，最佳的氫氧化鈉濃度應該為2mol/L。

（2）粉煤灰與改性劑NaOH溶液最佳固液比的確定。考察了一定質量的粉煤灰獲得最佳改性效果所需加入的2mol/LNaOH溶液的體積，固液比分別為1:2、1:4、1:6、1:8、1:10，而亞甲基藍吸光度為64.0%、68.2%、70.8%、73.9%、71.8%，同等條件下剛果紅吸光度分別為89.3%、90.8%、90.4%、94.2%、93.7%。由數據可以可知，吸附亞甲基藍和吸附剛果紅時，最佳固液比都是1:8。

（3）最佳改性溫度的確定。當溫度為20℃、25℃、30℃時，對亞甲基藍的去除率為都是86.9，.同等條件下對剛果紅的去除率都是97.3。結果表明，改性溫度對吸附實驗并不會產生明顯的影響。

2 結果與討論

2.1 改性粉煤灰對兩種染料的吸附動力學

分別考察了改性粉煤灰吸附兩種染料的動力學表現，結果如圖1所示，由圖可知，改性粉煤灰對亞甲基藍和剛果紅的吸附均在60min時達到吸附平衡，前30min為快速吸附階段。

圖1 改性粉煤灰吸附亞甲基藍和剛果紅的動力學曲線

2.2 改性粉煤灰對兩種染料的吸附等溫線

2.2.1 亞甲基藍的吸附等溫線

改性粉煤灰對20℃的、25℃下的吸附等溫線如圖2所示。

圖2 亞甲基藍20℃及25℃吸附等溫線

在20℃、25℃，該改性粉煤灰對亞甲基藍的最大吸附量分別為0.555mg/g、0.522mg/g，最大吸附量隨溫度升高而降低，證明此吸附以物理吸附為主。

2.2.2 剛果紅的吸附等溫線

改性粉煤灰對剛果紅在20℃、25℃下的吸附等溫線，如圖3所示。

圖3 剛果紅20℃及25℃吸附等溫線

在20℃、25℃下，該改性粉煤灰對亞甲基藍的最大吸附量分別為4.249mg/g、4.549mg/g，最大吸附量隨溫度變化而改變，25℃該改性粉煤灰對剛果紅吸附較好。

2.3 改性粉煤灰投加量對去除效率的影響

改性粉煤灰投加量對亞甲基藍和剛果紅去除效率的影響如圖4所示，70g/L可以考慮作為改性粉煤灰去除亞甲基藍的最佳投加量。10g/L是改性粉煤灰去除剛果紅的最佳投加量。