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时间:2017-08-21
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1、制革废水处理中粉煤灰改性条件的实验研究-污水处理论文导读:粉煤灰是我国最主要的固体废弃物污染源之一。我国在处理制革废水的技术方面仍处于比较落后的处境。粉煤灰的改性方法的研究。关键词:粉煤灰,制革废水,改性 引言:我国在处理制革废水的技术方面仍处于比较落后的处境,污染速度的增长远大于治理水平的增长。且工艺来源复杂[1,2],物理法、化学法要利用大量的化学试剂,处理费用较高,不适宜普及应用,并伴有二次污染的问题。博士论文,粉煤灰。生物处理法其也有缺陷[3],微生物的选择性;对污染物的降解速度慢;对有毒的物质只能降解去除一部分,而
2、且还可能形成有毒的中间产物;对于难降解的物质降解困难。从国内这些方法的运行状况来看,虽然有些工艺运用已比较成熟,但都有局限性,尤其是不能很好处理低浓度或者生物难降解的有机废水[4]。 粉煤灰是我国最主要的固体废弃物污染源之一。我国是一个以煤为主要能源的国家,主要以燃煤进行发电,每年从电厂排放的粉煤灰达到1.6亿吨。粉煤灰的大量堆放不仅占用土地,而且对环境造成污染。寻求制革废水的粉煤灰治理技术[5],可以达到以废治废的目的。 1.实验仪器、材料 1.1实验仪器 XL-型箱式马弗炉,102型电热恒温鼓风干燥箱,电子分析天平
3、,TU-1810PC紫外-可见分光光度计,pH计,高速离心机,85-2型定时恒温双向磁力搅拌器,水热反应釜。 1.2实验材料 实验需要的粉煤灰来自阜新某煤矸石热电厂,粉煤灰的化学组成及pH值见表1。 Tab.1Chemicalcompositionofflyash(massfraction)单位:%阜新煤矸石热电厂的粉煤灰是从循环流化床锅炉里排出的,此类锅炉燃烧的染料主要是劣质煤和煤矸石,而且燃料都是颗粒状的,比液态排渣的锅炉温度要低,大概850℃-950℃左右,产生了很粗的粉煤灰颗粒,大多为0.5-2mm,比表面积大都
4、小于300m2/kg,并且含有的活性玻璃体很少,粉煤灰的细度小,所以活性不高。因pH值较高,事先对其进行水洗处理,以保证实验的顺利进行。 试验废水某皮革厂废水处理站二沉池出水。出水为浅褐色,ρ(COD)为200~450mg/L,pH值8~9,色度80~100倍。由于该厂出水硫化物已达标,所以本试验未再进行检测。 2.粉煤灰的改性方法的研究 对粉煤灰进行酸、碱、火法以及高温四种改性处理,并将改性后的粉煤灰对过氧化氢进行催化来氧化降解制革废水。博士论文,粉煤灰。用未处理的粉煤灰参与实验进行参照。在室温下,加入浓度为200.4
5、mg/L的过氧化氢,粉煤灰的投加量为2g/200mL,处理COD初始=220mg/L的制革废水,反应60min后结果如图1和2所示。 由图1、2可知,酸改性能最大的提高粉煤灰催化性能,吸附作用对COD的去除率为69.5%,对色度的去除率为93%;催化作用对COD的去除率为89.3%,对色度的去除率为99%。其次是火法和热处理,碱法提高的最少。原因是酸改性后粉煤灰能溶出大量的活性物质Al3+和Fe3+,增强粉煤灰的催化性能;另外酸改性可以中和将粉煤灰中的一些碱性可溶性物质,使粉煤灰的酸性活性中心暴露出来,促进催化反应的发生。酸
6、性活性中心被充分的暴露,催化双氧水生成活性物种羟基自由基。可见酸改性法最大程度上提高了粉煤灰的催化性能,所以以下实验我们都采用酸改性后的粉煤灰。博士论文,粉煤灰。 Fig.1EffectofadsorptionofdifferentPretreatmentflyash onremovalrateofCODandchroma Fig.2EffectofcatalysisofdifferentPretreatmentflyashonremovalrateofCODandchroma 3酸改性粉煤灰的最佳制备条件 通过实验数
7、据可知,酸改性粉煤灰可以有效提高粉煤灰的催化性能。博士论文,粉煤灰。以下对酸改性条件进行实验研究。 3.1酸的最佳配比 取不同的酸配比V硫酸:V盐酸为1:1,2:1,1:2,来进行催化吸附实验,由图3和4可以看出,酸配比为V硫酸:V盐酸=1:2时改性的粉煤灰活性最大,该改性粉煤灰对COD和色度都有很好吸附和催化效果,吸附作用对COD的去除率为70.3%,色度的去除率为96%;催化作用对COD的去除率为92.3%,色度的去除率为99.3%。以酸配比为V硫酸:V盐酸=1:2的溶液作为粉煤灰的酸性激发剂,使溶液中存在许多作用的联
8、合:粉煤灰的吸附作用;酸改性后使粉煤灰中大量溶出活性物质A13+和Fe3+,离子降低了颗粒物的电位,从而使颗粒物发生脱稳凝聚作用;粉煤灰中的硅酸凝胶能捕捉污染物,起到混凝吸附架桥的作用,这些作用的联合提高了粉煤灰的活性。3.2改性剂的用量 分别取10mL、15mL、20mL
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