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工業(yè)廢水作為當(dāng)今水污染的主要源頭之一,具有成分復(fù)雜、含重金屬離子、不利于生物降解等特點(diǎn),是目前國(guó)內(nèi)外水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。粉煤灰(改性粉煤灰處理校園生活污水的研究)是發(fā)電廠鍋爐高溫燃燒后排出的廢渣。我國(guó)作為燃煤大國(guó)每年約有1億噸粉煤灰被排放,據(jù)統(tǒng)計(jì)只有約30%的粉煤灰被加以利用,剩余的粉煤灰則直接排放不僅造成了環(huán)境的污染而且占用了大量的土地。粉煤灰具有顆粒小比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以用來(lái)治理工業(yè)廢水,不僅可以粉煤灰占地問(wèn)題而且能節(jié)省處理費(fèi)用。因此,如何高效的利用粉煤灰治理工業(yè)廢水成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。
1酸對(duì)改性粉煤灰的影響
1.1酸濃度對(duì)粉煤灰的影響研究表明被酸浸泡后的粉煤灰的比表面積會(huì)增大,增強(qiáng)吸附效果,但是不同的酸對(duì)粉煤灰的影響不同。相會(huì)強(qiáng)等以PO43-濃度為8.13mg/L的廢水為原水,采用不同濃度(2mol/L、0.2mol/L、0.02mol/L)的鹽酸、硫酸以及混合酸對(duì)粉煤灰處理后對(duì)含磷廢水進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)采用不同濃度同類酸改進(jìn)后的粉煤灰對(duì)含磷廢水處理時(shí),發(fā)現(xiàn)不同濃度的酸改性粉煤灰都可以將含磷廢水降低到排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)用0.02mol/L的硫酸改性粉煤灰將PO43-濃度降低到0.5mg/L以下時(shí),此時(shí)出水pH值為12左右。雖然PO43-能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)但是pH值無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著濃度的增大,出水的pH值會(huì)逐漸靠近中性范圍,當(dāng)采用濃度為2mol/L的硫酸改性粉煤灰將PO43-濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),出水pH值為4~10。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用較高濃度的酸改性粉煤灰可以使得出水濃度及pH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.2不同酸對(duì)改性粉煤的影響于衍真等將烘干的粉煤灰加入到2mol/L的鹽酸、硫酸以及1mol/L的鹽酸、硫酸的混合液中進(jìn)行攪拌得到酸改性粉煤灰,利用得到的不同種類的酸改性粉煤灰處理工業(yè)廢水。試驗(yàn)結(jié)果表明,鹽酸改性粉煤灰可以浸出1.36%鐵比硫酸改性粉煤灰高出0.8%,但鹽酸改性粉煤灰在浸出鋁的效果上較差,遠(yuǎn)低于硫酸改性粉煤灰。而混合酸改性粉煤灰在浸出鐵、鋁、硅的效果上都能穩(wěn)定在一個(gè)較高的水準(zhǔn)上,因此于衍真等認(rèn)為混合酸改性粉煤灰要優(yōu)于其他兩種酸改性粉煤灰。于曉彩等也通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在原水為造紙廢水,COD在800~1500mg/L的條件下,利用混合酸改性粉煤灰對(duì)廢水進(jìn)行處理,去除率能夠達(dá)到63.4%。但相會(huì)強(qiáng)等認(rèn)為,在酸濃度相同條件下硫酸改性粉煤灰可以將含磷廢水降低到0.15mg/L,去除率高達(dá)98.12%排放標(biāo)準(zhǔn),而投加量只需要投加5g/L遠(yuǎn)低于鹽酸改性粉煤灰20g/L和混合酸改性粉煤灰10g/L。因此,在今后的試驗(yàn)研究中可以將不同酸對(duì)改性粉煤的影響作為研究方向,探究粉煤灰經(jīng)何種酸的改進(jìn)后可以獲得較好的廢水處理效果。
2酸改性粉煤與其他改性粉煤灰的比較
與粉煤灰相比改性粉煤灰在處理工業(yè)廢水方面具有廣泛的前途和良好的應(yīng)用價(jià)值,但不同物質(zhì)對(duì)粉煤灰進(jìn)行改造后對(duì)廢水的處理效果不同。李松等以COD為268.5mg/L、NH4+-N為45.8mg/L、pH值在7.56的校園生活污水作為試驗(yàn)用水,采用堿改性粉煤灰和酸改性粉煤灰對(duì)其進(jìn)行處理。試驗(yàn)結(jié)果表明,酸改性粉煤灰可以去除68.8%的NH4+-N,COD的去除率也可以穩(wěn)定在75.4%,總大腸菌群的去除率高達(dá)95.3%。但堿改性粉煤灰對(duì)NH4+-N、TN、COD以及總大腸菌群的去除率均高于酸改性粉煤灰。因此,李松等認(rèn)為堿改性粉煤灰優(yōu)于酸改性粉煤灰。但朱靜等認(rèn)為酸改性粉煤灰對(duì)廢水的處理效果強(qiáng)于堿改性粉煤灰。朱靜等以總銻為28.611mg/L、總礦為0.0246mg/L的銻礦廢水作為試驗(yàn)用水,在pH為7.04、DO為1.661mg/L的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,酸改性粉煤灰對(duì)總銻的去除率可以達(dá)到99.82%與堿改性粉煤灰相比高出51.25%,并且被酸改性粉煤灰處理后的銻礦廢水中所含的丁基黃藥的濃度小于0.0185mg/L,而堿改性粉煤灰則達(dá)到了0.252mg/L。于衍真等也認(rèn)為酸改性粉煤灰對(duì)廢水的處理效果要優(yōu)于其他改性粉煤灰。分析原因可能是因?yàn)樘幚韺?duì)象不同造成改性粉煤灰的處理效果不同。因此,在今后的試驗(yàn)研究中可以對(duì)此進(jìn)行更深一步的探討,探究何種改性粉煤灰進(jìn)行工業(yè)廢水、生活污水處理時(shí)可以獲得良好的去除效果。
3結(jié)語(yǔ)
粉煤灰經(jīng)酸處理后可以大幅度的提升吸附功能及比表面積,在處理工業(yè)廢水方面具有良好的應(yīng)用前景。但不同種類的酸改性粉煤灰在不同條件下對(duì)廢水的處理效果不同,因此在今后的研究中需要探討以下幾個(gè)方面:⑴哪種類型的酸改性粉煤灰可以較好的應(yīng)用于工業(yè)廢水⑵使用過(guò)的酸改性粉煤灰如何進(jìn)行回收再利用⑶經(jīng)堿、其他物質(zhì)改良的改性粉煤灰對(duì)工業(yè)廢水處理效果方面的研究報(bào)道較少,可針對(duì)此方面進(jìn)行研究并與酸改性粉煤灰進(jìn)行比較,探究何種類型改性粉煤灰對(duì)工業(yè)廢水的處理效果最好。
作者:李建豐 單位:沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院