固相反应制备改性粉煤灰净化含磷废水的研究.pdf

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1、第38卷第2期化工技术与开发Vlo1．38No．22009年2月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryF色b．20o9固相反应制备改性粉煤灰净化含磷废水的研究许可，刘军坛，彭伟功，李见云，王香平，刘蕾，姜灵彦(郑州航空工业管理学院，河南郑州450015)摘要：采用浓硫酸固相反应法对粉煤灰进行改性，用于含磷废水的净化。通过实验发现粉煤灰的优化改性条件为5g粉煤灰加1．5n1L水混合均匀，然后加0．3mL浓硫酸，搅拌混匀后在100℃下保温1．5h。pH值在4～10范围内对磷的吸附过程影响不显著，改性粉煤灰可以在较

2、宽的PH范围内进行脱磷处理。改性粉煤灰对水中磷的净化过程速度较快，5min可达到最大净化率。对于含磷50nag·L-1的溶液，粉煤灰的投加量为1％，pH为7．0时，磷的吸附效率为98．55％，净化后水中磷浓度为0．73mg·L_。。关键词：粉煤灰；改性；固相反应；磷；废水；处理中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671—9905(2009)02．0035．04人类对环境资源开发利用活动的增加，工农业1实验部分生产规模的加速，致使越来越多的营养物质进入河流湖泊中，造成水体的富营养化。研究表明，水体中1．1仪器藻类植物的繁殖速度与磷含量密切相关

3、，因此控制紫外可见分光光度计，SHA—C往复式水浴恒水中磷的含量就成了缓解水质富营养化的首选措施温振荡器，PHS一3C酸度计，DHG一9070A型电热之一。目前国内外常用的除磷方法主要有沉淀法、恒温烘箱。生物法、吸附法等。吸附法除磷是利用某些多孔或1．2试剂及材料大比表面的固体物质来实现对废水的除磷净化过磷酸二氢钾、钼酸铵、酒石酸锑氧钾、抗坏血酸、程。吸附法由于工艺简单，处理效果好而受到关注。浓硫酸、浓盐酸、氢氧化钠(均为分析纯)。用粉煤灰是一种比较常用的吸附剂，实验结果表明粉KH2PO4配制成含磷1000mg·L-1的储备液，模拟煤灰可以有效净化废

4、水中的磷。我国是煤炭资源丰含磷废水由储备液稀释而得。实验用水均为二次蒸富的国家，但我国目前粉煤灰的利用率仅为30％左馏水。粉煤灰取自某火力发电厂的电除尘灰。右，加大对粉煤灰综合利用的研究和开发显得日益1．3实验方法重要，利用粉煤灰净化废水中的磷具有重要的意1．3．1改性粉煤灰的制备义[1-5]。原状粉煤灰的净化效率较低，粉煤灰改性首先向粉煤灰中加入一定量的水，使粉煤灰与处理后可以使吸附性能提高[6-10]。本实验采用浓水混合均匀，然后加入浓硫酸，充分搅拌后放人烘箱硫酸固相反应法对粉煤灰进行改性，首先向粉煤灰中，在一定温度下保温一段时间。中加入少量水搅

5、拌均匀，然后加人浓硫酸，硫酸加入1．3．2粉煤灰对磷酸根的吸附效果实验后体系温度迅速升高，使反应生成物成为固相颗粒，称取一定量的改性粉煤灰于250mL锥形瓶然后将反应产物在一定温度下保温一段时间，使反中，加入含磷溶液，调节到一定的pH值，在振荡机应充分进行。将制备的改性粉煤灰用于含磷废水的上振荡适当的时间后过滤，取清液测定净化后的水净化，通过实验发现使用这种方法制备的改性粉煤中磷的含量。灰可以有效净化废水中的磷。本文主要研究了粉煤1．3．3分析测试方法’灰改性过程中硫酸加入量，加水量，反应温度和反应溶液中的正磷酸盐采用钼锑抗分光光度法测时间对粉煤灰净

6、化性能的影响以及净化过程中pH、定。样品测定时，选择适当的稀释倍数，使被测样浓反应时间对水中磷的净化率的影响。度在适宜的范围内。该方法测定磷的浓度范围为基金项目：河南省教育厅自然科学项目200813610013收稿日期：2008．09．27化工技术与开发第38卷、哥舟0．O1～0．6mg·L_。。溶液pH利用复合玻璃电极进的净化效率为93．05％，净化后水中磷姗的浓町度为∞∞行测定，每次测定均用标准溶液校正。4．17mg·L-1；粉煤灰先加1．5mL水混合均匀然后再加浓硫酸，改性后对磷的净化效率提高至2结果与讨论97．18％，净化后水中磷的浓度低降到

7、为1．69mg·2．1改性过程不同因素对粉煤灰吸附性能的影响L～。这是因为改性过程为固相反应，粉煤灰中先在粉煤灰改性过程中，首先在不同的硫酸加入加入一定量的水然后再加入浓硫酸，有利于硫酸与量，加水量，反应温度和时间条件下对粉煤灰进行改粉煤灰充分接触反应，从而提高改性粉煤灰的吸附性，然后利用改性粉煤灰从含磷废水中净化磷。每性能。从图中还可以看出加水量在0～1．5mL时，次实验的改性条件不同，净化时的操作条件都相同，改性粉煤灰对磷的吸附效率随着加水量的增加而提改性粉煤灰净化过程中的投加量为125mL溶液中高，加水量大于1．5mL后，改性粉煤灰对磷的净化加

8、入1．25g，水中磷初始浓度为60mg·L～，吸附过效率几乎不再变化。在以下实验中，加水量为5g程pH为7．