改性粉煤灰在水处理中的应用进展.pdf

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1、第35卷第2期东北电力大学学报V01．35．No．22015年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2015文章编号：1005-2992(2015)02—0061—04改性粉煤灰在水处理中的应用进展贾艳萍，贾心倩，姜成，刘斌，唐建龙(东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012)摘要：粉煤灰是一种来源广而价格低的工业废渣，具有微孔多、比表面积大、吸附能力强等特点，用于水处理领域可达到以废治废的目的。本文主要从粉煤灰及粉煤灰的改性等方面综述了其在水处理方面的研究现状，充分说明了粉煤灰用于水处理的可行性，为今后废水污水的治理研究提供

2、了借鉴及参考。关键词：粉煤灰；改性；水处理中图分类号：X703文献标识码：A粉煤灰主要指火力发电厂煤炭燃烧排出的固体废弃物。随着我国电力工业的大力发展，粉煤灰的排放量也不断加大n]。统计显示，我国粉煤灰的年排放量达1．6亿吨，但其利用率仅为30％左右，是我国当前排量较大的工业废渣之一_2j。目前粉煤灰的利用主要用于建设工程、道路工程及作为填筑材料等方面]。近年来，许多学者发现粉煤灰孔道多、比表面积大且具有吸附性能，可作为一种新型材料用于水处理领域]。但粉煤灰直接用于水处理，其吸附性能较差，因此需对粉煤灰进行改性处理。本文就粉煤灰的改性及其在水处理中的应用进行综述，并对粉煤灰

3、的未来发展方向进行了展望。1粉煤灰性质粉煤灰是灰白色或灰色的粉末状物质，其性质主要取决于燃煤种类、煤粉细度、燃煤方式及排灰收集方式等。粉煤灰的主要化学组成如表1所示，其中SiO、A1O，占77％左右，此外还含有少量的Fe：O，、CaO、TiO等。粉煤灰由许多微粒组成，呈多孔蜂窝状，其平均几何粒径约为40m，密度约为2．1t／m，堆积密度780kg／m，孔隙率一般为70％左右，比表面积约为25-50dm／g，具有较强的吸附能力引。因此，可广泛用于水处理领域。表1我国火电厂粉煤灰主要化学成分(％)2粉煤灰在水处理中的应用粉煤灰处理废水污水，主要取决于粉煤灰的吸附机理(物理吸附、

4、化学吸附和离子交换吸附)m。收稿日期：2014—11—25基金项目：吉林省科技发展计划项目(20150204052SF，20130206006SF)；吉林市科技支撑计划杰出青年培养专项(2013625008)；吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(吉教科合字[2014]第106号)作者简介：贾艳萍(1973一)，女，吉林省吉林市人，东北电力大学化学工程学院副教授，博士，主要研究方向：废水生物处理理论与工艺．62东北电力大学学报第35卷物理吸附主要是通过分子间引力的作用，粉煤灰孔道越多，比表面积越大，其吸附性能越好，吸附是放热反应，因此可自发进行。化学吸附与离子交换吸附往往

5、是同时发生的，粉煤灰中的si、Al、Fe¨等活性强，可与吸附剂发生化学反应，形成离子交换，有时也可形成沉淀，通过混凝沉淀去除杂质。基于粉煤灰的吸附特性，近年来粉煤灰已逐渐应用于染料废水、含酚废水、含砷废水、焦化废水、重金属离子废水及生活污水等的处理。粉煤灰对染料废水的脱色效果较好，Papandreou等¨¨直接利用粉煤灰处理甲苯胺蓝，并研究阴、阳离子型表面活性剂对其吸附特性的影响。结果发现，由于甲苯胺蓝所带电荷与阳离子型表面活性剂所带电荷相同，两者互相竞争，使得甲苯胺蓝的吸附特性下降，若采用阴离子型表面活性剂，则粉煤灰对甲苯胺蓝的吸附性大大提高。王湖坤等¨对粉煤灰处理含砷工

6、业废水进行了研究，考察了吸附时问、温度、粉煤灰投加量对处理效果的影响，最终确定最佳工艺条件为：时间60min、温度25c【=、投加量0．05g／mL时，砷的去除率为87．0％，与其它工艺相比，利用粉煤灰的吸附特性直接处理，工艺简单且成本低，但形成的污泥中富含砷，会对环境造成二次污染，因此必须对污泥进行再处理。表2粉煤灰处理不同类型废水一览表生活污水中富含有机物、色度、磷等污染物，主要呈胶体状，粉煤灰与污染物充分接触，利用其吸附特性及粉煤灰孔道的截留作用，可对生活污水进行处理。董树军等早在1997年就利用粉煤灰处理生活污水，研究了粉煤灰对生活污水中COD的吸附，验证了粉煤灰对

7、于生活污水处理的可行性，虽然粉煤灰的去除率(86．0％)小于活性炭的去除率(95．5％)，但活性炭成本高，且不可再生，而粉煤灰本身为废弃物，无成本，且可达到以废治废的目的。表2为近年来粉煤灰直接处理污水废水的研究，表明粉煤灰对水处理的可行性u。2．1改性粉煤灰应用于水处理粉煤灰的改性主要有湿法和火法两种。湿法包括酸法和碱法，火法是将粉煤灰与碱熔剂按一定比例进行高温活化，其主要目的都是使粉煤灰中的si、Al¨、Fe¨等浸出，对水中污染物进行吸附、混凝。2．1．1湿法改性粉煤灰的应用用NaOH等碱性物质进行粉煤灰的改性