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1、沈阳工学院毕业设计论文本科毕业业设计（论论文）题目：改改性粉煤煤灰对印印染厂印染废水水的处理理专业：环环境工程程学号：11260051113学生姓名名：王久久铭指导教师师：王丹丹丹能源与水水利学院院二一六六年四月月二十三三日摘要近些年来来，我国国的印染染工业发发展迅速速，各种种染料的的产量已已达900万吨，当当前印染染废水已已成为最最主要的的水体污污染源之之一。印印染行业业中染料料的品种种繁多，工工艺极为为复杂，废废水中含含有许多多有毒有有机物和和一些重重金属等等，具有有色泽深深、酸碱碱性极强强等特点点，成为为了当前前污水的的处理难难题。粉煤灰是是一种工工业固体体废弃物物，具有多多孔性，比表面
2、面积大，故有很很好的吸吸附性能能。粉煤灰灰通过物物理吸附附，化学吸吸附等作作用去除除废水中中的污染染物。粉煤灰灰经过改改性活化化处理后后，吸附能能力大大大提高，应用于于废水处处理中，达到以以废治废废，实现资资源可持持续利用用。本文通过过对改性性粉煤灰灰处理印印染废水水进行研研究。通过实实验对改性粉粉煤灰加加入、吸附温温度、吸吸附时间间、废水水的pHH和改性性粉煤灰灰粒度对对废水中中色度的的去除率率的影响响进行了考考察。通通过实验验可以得得出结论论，改性性粉煤灰灰处理印印染废水水的最佳佳工艺条条件为：吸附温温度为330、吸附附时间为为70mmin、改改性粉煤煤灰粒度度为10001120目目、废水
3、水pH为10.0、改改性粉煤煤灰加入入量为22.4gg。在此条条件下能能使1000ml模模拟印染染废水中中色度由由6000倍降到到65倍，色色度的去除率率达899.2%，达到了了国家的的污水水综合排排放标准准二级级标准，符符合拟二二级吸附附动力学学模型。关键词：粉煤灰灰；印染染废水；改性；吸附IIABSTTRACCTIn rreceent yeaars, wiith thee faast devveloopmeent of Chiinas pprinntinng iinduustrry, thee tootall yiieldd off vaarioous dyees hhas reaache
4、ed 99000000 tonns. Thee prrinttingg annd ddyeiing wasstewwateer hhas currrenntlyy beecomme oone of thee maain souurcees oof wwateer ppolllutiion. Dyyeinng aand priintiing inddusttry wasstewwateer hhas succh ccharractteriistiics of larrge disschaargiing quaantiity, coompllex commpossitiion, coontaain
5、iing larrge amoountts oof ttoxiic oorgaaniccs aand somme hheavvy mmetaals, ddeepply collor, sttronng aacidd annd aalkaalinne eetc, whhichh haas bbecoome onee off thhe ddiffficuult proobleems in currrennt ppolllutiion treeatmmentt.Fly ashh iss ann inndusstriial sollid wasste, poorossityy, sspeccifiic
6、 ssurffacee arrea, soo itt iss a goood aadsoorpttionn peerfoormaancee. RRemoovall off poolluutannts in wasstewwateer bby pphyssicaal aadsoorpttionn annd cchemmicaal aadsoorpttionn efffecct oof ffly ashh. FFly ashh affterr moodifficaatioon aand acttivaatioon ttreaatmeent, addsorrptiion cappaciity is
7、greeatlly iimprroveed, apppliccatiion in wasstewwateer ttreaatmeent, ussingg waastee too trreatt waastee, ssusttainnablle uutillizaatioon oof rresoourcces.Throoughh off thhe mmodiifieed ffly ashh trreattmennt oof pprinntinng aand dyeeingg waasteewatter wass sttudiied. Byy exxperrimeent exaaminnes th
8、ee moodiffiedd byy adddinng ffly ashh, aadsoorpttionn teempeeratturee, aadsoorpttionn tiime, pHH off waasteewatter andd moodiffiedd flly aash parrticcle sizze eeffeect on wasstewwateer cchrooma remmovaal rratee. EExpeerimmenttal ressultts sshoww thhat moddifiied flyy assh ttreaatmeent of priintiing
9、andd dyyeinng wwasttewaaterr, tthe besst pproccesss coondiitioons forr: aadsoorpttionn teempeeratturee off 300 DEEG CC, aadsoorpttionn tiime forr 700 miinuttes, thhe mmodiifieed ffly ashh paartiiclee siize of 1000 1200 meesh, pHH 100.0, thhe mmodiifieed ffly ashh doosagge 22.4gg. tthiss coondiitioon
10、 ccan makke 1100 ml simmulaatedd prrinttingg annd ddyeiing wasstewwateer cchrooma by 60 0 ttimees ddownn too 655 tiimess, tthe collor remmovaal rratee off 899.2%, rreacchinng tthe nattionnal sewwagee coomprreheensiive disschaargee sttanddardd twoo sttanddardds,ffollloweed ppseuudo seccondd - ordder
11、kinnetiic mmodeel.In rreceent yeaars, wiith thee faast devveloopmeent of Chiinas pprinntinng iinduustrry, thee tootall yiieldd off vaarioous dyees hhas reaacheed 9900 0000 toons. The priintiing andd dyyeinng wwasttewaaterr haas ccurrrenttly beccomee onne oof tthe maiin ssourrcess off waaterr poolluu
12、tioon. Dyeeingg annd pprinntinng iinduustrry wwasttewaaterr haas ssuchh chharaacteerissticcs oof llargge ddisccharrginng qquanntitty, commpleex ccompposiitioon, conntaiininng llargge aamouuntss off tooxicc orrgannicss annd ssomee heeavyy meetalls, deeeplly ccoloor, strrongg accid andd allkallinee et
13、tc, whiich hass beecomme oone of thee diiffiicullt pprobblemms iin ccurrrentt poolluutioon ttreaatmeent.Fly ashh iss ann inndusstriial sollid wasste, poorossityy, sspeccifiic ssurffacee arrea, soo itt iss a goood IVadsoorpttionn peerfoormaancee. RRemoovall off poolluutannts in wasstewwateer bby pphy
14、ssicaal aadsoorpttionn annd cchemmicaal aadsoorpttionn efffecct oof ffly ashh. FFly ashh affterr moodifficaatioon aand acttivaatioon ttreaatmeent, addsorrptiion cappaciity is greeatlly iimprroveed, apppliccatiion in wasstewwateer ttreaatmeent, ussingg waastee too trreatt waastee, ssusttainnablle uut
15、illizaatioon oof rresoourcces.Throoughh off thhe mmodiifieed ffly ashh trreattmennt oof pprinntinng aand dyeeingg waasteewatter wass sttudiied. Byy exxperrimeent exaaminnes thee moodiffiedd byy adddinng ffly ashh, aadsoorpttionn teempeeratturee, aadsoorpttionn tiime, pHH off waasteewatter andd moodi
16、ffiedd flly aash parrticcle sizze eeffeect on wasstewwateer cchrooma remmovaal rratee. EExpeerimmenttal ressultts sshoww thhat moddifiied flyy assh ttreaatmeent of priintiing andd dyyeinng wwasttewaaterr, tthe besst pproccesss coondiitioons forr: aadsoorpttionn teempeeratturee off 300 DEEG CC, aadso
17、orpttionn tiime forr 700 miinuttes, thhe mmodiifieed ffly ashh paartiiclee siize of 1000 1200 meesh, pHH 100.0, thhe mmodiifieed ffly ashh doosagge 22.4 g. thiis ccondditiion cann maake 1000 mll siimullateed pprinntinng aand dyeeingg waasteewatter chrromaa byy 600 0 timmes dowwn tto 665 ttimees, the
18、e coolorr reemovval ratte oof 889.22%, reaachiing thee naatioonall seewagge ccompprehhenssivee diischhargge sstanndarrd twwo sstanndarrds.Key worrds:moddifiicattionn;priintiing andd dyyeinng wwasttewaaterr; fflyaash; addsorrptiionIV目录摘 要IIABSTTRACCTII1 前前言11.1 研究究的目标标和意义义11.2 印染染废水的的具体情情况21.2.1印染染废水
19、的的水质特特点31.2.2印染染废水的的危害331.3印印染废水水处理方方法41.4粉粉煤灰的的发展及及应用551.5粉粉煤灰的的组成和和分类551.6粉粉煤灰在在水处理理中应用用作用机机理61.6.1吸附附61.6.2接触触絮凝661.6.3中和和沉淀661.6.4过滤滤截留771.7粉粉煤灰的的改性771.7.1酸改改性71.7.2碱改改性91.7.3盐改改性1111.7.4表面面活性剂剂改性1111.7.5 混合改改性1221.7.6 粉煤灰灰合成沸沸石1332 实实验仪器器与试剂剂142.1主主要实验验仪器1142.2主主要实验验试剂和和药品1143 实实验步骤骤与方法法163.1 粉
20、煤煤灰的改改性1663.2模模拟印染染废水的的配制与与色度的的测定1163.2.1模拟拟印染废废水的配配制1663.2.2 色度的的测定1163.3 改性性粉煤灰灰处理印印染废水水17V3.3.1 废水的的pH对对色度去去除率的的影响173.3.2 改性粉粉煤灰粒粒度对色色度去除除率的影影响183.3.3 改性粉粉煤灰加加入量对对色度去去除率的的影响183.3.4 吸附温温度对色色度去除除率的影影响183.3.5 吸附时时间对色色度去除除率的影影响184 实实验结果果与讨论论194.1 废水水的pHH对色度度去除率率的影响响194.2 改性性粉煤灰灰粒度对对色度去去除率的的影响204.3 改性
21、性粉煤灰灰加入量量对色度度去除率率的影响响214.4 吸附附温度对对色度去去除率的的影响224.4.1 吸附等等温线244.5 吸附附时间对对色度去去除率的的影响274.6 吸附附动力学学方程28结 论32致 谢33参 考 文 献献34VI1前言1.1 研究究的目标标和意义义在工业化化进程日日益飞速速提升的的今天，经经济也随随之迅速速发展，从从而导致致全球的的环境情情况也不不容乐观观，污染染日益严严重，平平衡也临临近崩溃溃的边缘缘，地球球上的物物种每天天数以百百计的消消失灭绝绝，人类类赖以生生存的生生存环境境也进行行着毁灭灭性的变变化，尤尤其是水水环境的的严重污污染，这使行行尸走肉肉般的人人类
22、意识识到，如如果再这这样下去去，人类类必将走走向灭亡亡。为了了弥补人人类自己己犯下的的过错，对对水环境境的污染染情况随随进行考考察和分分析，并并设计出出相应的的解决方方案。如如今造成成水污染染的主要要因素是是生活污污水和工工业废水水。我国传统统的中心心产业之之中要属属印染工工业最为为主要，在百年年有余的的漫漫历历史长河河之中，随随着我国国经济的的高速发发展，纺纺织印染染行业的的排水量量大幅度度增长。据据不完全全统计，我我国当前前印染废废水年排排放量约约为200亿吨，位位于全国国工业废废水排放放量的第第5位。由由此而造造成的环环境破坏坏及经济济损失巨巨大。纺织工工业发展展的主要阻阻碍之一一就是环
23、保保节能(低碳)问题,环保的的主要问问题就是废水水,而约约80%纺织废废水来自自于印染染行业。据统计数据显示，2008年纺织工业废水排放量23亿吨，居各工业行业第3位，占全国工业废水排放量的10.60%。纺织工业排放废水中化学需氧量(CODCr)排放量31.4万吨,居各工业行业第四位,占全国工业废水CODCr的7.76%。该数据是对有一定规模以上的企业统计的数据,实际的数据可能要大的很多。实际上印染行业主要是以中小企业为主的竞争性的行业,中小企业的比重占99.6%,非公有制的企业占95%,大量小企业数据并没有统计在内。如果以纤维加工量的70%需进行印染加工计,则年排放废水约在三十亿吨左右。仿真
24、丝的兴起和印染后整理技术的进步，使得PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其CODCr浓度也由原来的数百mg/L上升到20003000mg/L，从而使原有的生物处理系统CODCr去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的CODCr去除率也仅为30%左右。随着后续整理技术不断进步，大量的染料、整理剂、新型助剂等应用到印染行业上来，加大了印染废水脱色处理的困难，其用排水量和水量也大幅度的增加。印染废水中含有许多有毒的物质，其中包括了酸碱、染色助剂、残余染料以及一些重金属
25、等，助剂及残余染料构成了废水中有机污染物的主要成分，并使废水带有特殊颜色，直接排放会造成水体透光率、气体溶解度的降低，造成水体的富营养化，影响水中各种动植物的生长，还可能通过食物链，直接或间接影响人体的健康。据统计，我国印染废水的日排放量为30004000千吨，印染厂每加工100m的织物，将会产生35吨的印染废水，由此而造成的生态破坏和经济损失是不可估量的1。因此解决印染工业的废水污染问题已成为当今世界各国急需解决的环境问题，也是实现本行业可持续发展的根本保障。粉煤灰作作为燃煤煤电厂的的粉煤燃燃烧所排排放的废废弃物，且且其质轻轻粒细，随随水漂浮浮，极易易随风飞飞扬，造造成环境境污染和和水土流流
26、失，因因此综合合利用粉煤灰灰来处理理印染废废水是一一种一举举两得的的治理方方式，但但单纯利利用粉煤煤灰做吸吸附剂，其其吸附容容量不高高，所以以对其进进行改性性，让其其更适于于废水的的处理就就显得很很必要。此次我们们就改性性粉煤灰灰对印染染厂印染染废水的的处理进进行研究究。1.2 印染染废水的的具体情情况印染废水水是加工工棉、麻麻、化学学纤维及及其混纺纺产品为为主的印印染厂排排出的废废水。印印染废水水水量较较大，每每印染加加工1吨纺织织品耗水水10002000吨，其其中800900%成为为废水。纺纺织印染染废水具具有水量量大、有有机污染染物含量量高、碱碱性大、水水质变化化大等特特点，属属难处理理
27、的工业业废水之之一，废废水中含含有染料料、浆料料、助剂剂、油剂剂、酸碱碱、纤维维杂质、砂砂类物质质、无机机盐等。印染工业业中所采采用的原原辅料、化化学试剂剂及工艺艺技术等等多种多多样，但但其基本本的工序序是差不不多的。生生产废水水主要源源于染整整工段，包包括退浆浆、精炼炼、漂白白、丝光光、染色色、印花花和整理理等。由由此可知知印染工工业主要要污染源源包括2：(1)极极端pHH废水。在在精炼及及染色过过程中所所使用的的酸、碱碱会导致致废水的的pH值偏偏向极端端；(2)高高温废水水。因为为精炼及及染色工工序均在在高温下下进行；(3)高高悬浮物物废水。主主要来自自退浆及及精炼工工序所产产生的毛毛碎、
28、纤纤维及杂杂质；(4)由由于在退退浆中产产生淀粉粉、胶、蜡蜡等，故故废水中中的BOOD5值偏高高；(5)印印染工艺艺中所使使用的聚聚乙烯醇醇(PVVA)等等化学浆浆料、各各种染料料及颜料料等使废废水中的的CODDCr高。印染废水水的两大大污染来来源是在在退浆及及染色工工序中产产生的。其其中，退退浆印染染废水中中的主要要污染物物为淀粉粉、聚乙乙烯醇及及一些助助剂。而而我们通通常所说说的印染染废水是是上述各各类废水水的混合合废水，或或者是除除漂白废废水以外外的综合合废水。1.2.1印染废废水的水水质特点点印染废水水属于含含有一定定量难降降解物质质的有机机性废水水，具有有水量大大、有机机污染物物种类
29、多多、浓度度高、悬悬浮物含含量高、含含有毒有有害成分分及色度度深、碱碱性大等等特点，是是难处理理的工业业废水之之一33。一般情情况下印印染废水水的色度度为10004000倍，BBOD55为10004000 mgg/L，CCODCCr为440010000mgg/L，SSS为11002000mg/L，ppH值为为610。但但近些年来，随随着化学学纤维织织物的发发展、仿仿真丝的的兴起和和印染后后续整理理技术的的进步，大大量的邻邻苯二甲甲酸类物物质、新新型助剂剂、PVVA浆料料等难以以生化降降解的有有机污染染物进入入印染废废水中，使使印染废废水的水水质发生生了巨大大的变化化，增加加了废水水处理的的难度
30、，其其废水中中的COODCrrpH值值达111.512，BBOD55增大到到8000mg/L以上上，浓度由由原来的的数百mmg/LL上升到到2000030000mgg/L以以上，使使原有处处理系统统中的CCODCCr去除除率从770%下下降到了了50%左右，甚甚至是更更低44。归结起起来，染料废废水处理理的难点点主要有有两方面面：一是是CODDCr高，可可生化性性差；二二是色度度高，组组分复杂杂。COODCrr的去除除与脱色色有相关关性，但但脱色问问题困难难更大。1.2.2印染废废水的危危害印染废水水的存在在给人类类的生存存带来很很大的安安全隐患患：印染废水水还含有有大量的的重金属属和有毒毒有
31、机污污染物。对对汞、铅铅、铬等重重金属盐盐类,用一般般生化法法不容易易降解,所以它它们在自自然环境境中能长长期存在在 ,而且能能通过食食物链的的传递危危及人类类的健康康。据不完完全统计计，全世世界染料料年总生生产量在在60万万吨以上上，其中中的500%以上上用于纺纺织品染染色，而而在其印印染加工工中将会会有100%20%的染料料作为废废物被排排出55，流流入地面面水中、江湖和和大海。废废水中的的染料可可以吸收收光线,降低水水体的透透明度,大量消消耗水中中的氧，以以至于水水体缺氧氧，影响响微生物物和水生生生物的的生长。严重污污染的水水体会影影响到人人类见健健康。在日本本就曾发发生过镉镉污染和和重
32、金属属汞而造造成的痛痛痛病、水俣病病等公害害事件。重金属属铬在印印染加工工中用量量比较多多,染色工工艺中常常用重铬铬酸钾作作媒染剂剂和氧化化剂,印印花辊筒筒的制备备耗铬量量也非常常大,也被确确定能致致癌,应特别别注意综综合利用用和排放放。有毒毒污染物物排入水水体后将将消耗水水中的溶溶解氧，危危及鱼类类和其它它水生生物的的生存，破破坏水的的生态平平衡。因因此,对染料料的排出出必须严严格的控控制,尤其是是对那些些毒害严严重的染染料,如一些些偶氮类类染料和和酞青铜铜盐类染染料。当印染废废水流入入农田时时，由于于其碱性性大，会会引起土土壤盐碱碱化，影影响植物物的生长长；印染染废水中中的有毒毒物质还还会
33、在农农作物的的根茎及及果实中中积累，影影响其食食用价值值；印料料废水的的硫酸盐盐在土壤壤的还原原作用下下产生硫硫化氢气气体，恶恶化环境境。对于于那些易易产生甲甲醛的含含铬防水水剂、部部分阳离离子型柔柔软剂、树脂整整理剂、有机金金属阻燃燃剂等危危害程度度较大,又不能能用传统统的方法法处理的的污染必必须严格格排放和和控制。1.3印印染废水水处理方方法根据纺织织印染行行业自身身的特点点，印染废废水的处处理,应应尽量采采用重复复回用和和综合利利用措施施，与纺织织印染生生产工艺艺改革相相结合，尽量减减少水碱以及及其它印印染助剂剂的用量量，对废水水中的染染料，桨料进进行回收收。例如，对于合合成纤维维及含合
34、合成纤维维75%以上的的织物采采用干法法印花工工艺，可以消消除生产产过程中中的印花花废水；在使用用酸性媒媒染染料料过程中中，如果用用硝酸钠钠或双氧氧水代替替重铬酸酸钾全长长为氧化化剂，就可以以消除废废水中的的铬的污污染。许多印印染企业业普遍将将丝光工工艺排放放的碱液液用于煮煮炼工序序作为煮煮炼液，煮炼工工序排放放的废碱碱液用于于退桨工工序，多次重重复使用用可以大大大减少少整个过过程中排排放的总总碱量。对于含含有硫化化染料的的污水，可以首首先在反反应锅内内加酸，使废水水中的硫硫化氢释释放，然后经经过沉淀淀过滤后后回收再再用。对含有有还原染染料和分分散染料料污水，可采用用超滤技技术将非非水溶性性染
35、料颗颗粒回收收使用。.通过过以上这这些生产产技术的的革新，可以有有效减少少纺织印印染行业业的污染染物排放放量。同时也也为生产产企业节节约了许许多原料料，增加企企业的经经济效益益。棉纺织工工业废水水的主要要处理对对象是碱碱度，不易生生物降解解或生产产降解速速度极为为缓慢的的有机质质，染料色色素以及及有毒物物质。在美国国，印染污污水多数数采用二二级处理理，即物化化预处理理与生化化处理品品相结合合的工艺艺路线。个别企企业使用用了三级级处理系系统，即在生生化处理理以后增增加活性性炭吸附附处理。日本的的纺织印印染企业业采用的的处理工工艺与美美国相仿仿，但应用用臭氧化化处理的的情况多多一些。在我国国，处理
36、印印染废水水也主要要采用物物化处理理与二级级特殊化化处理工工艺结合合，其中物物化处理理以混凝凝沉淀和和混凝气气浮为主主，而在已已经投入入运行的的生化处处理设施施中，大部分分采用了了活性污污泥法，SBRR工艺的的应用也也在逐步步增加6。总体来来说印染染废水处处理方法法大致可可分为生生物法、化化学法、物物理法33大类：生物处理理法是利利用微生生物酶来来氧化或或者还原有有机物分分子，通通过一系系列氧化化、还原原、水解解、化合合等生命命活动，最最终将废废水中有有机物降降解成简简单无机机物或转转化为各各种营养养物及原原生质，包包括好氧氧生物处处理法、厌厌氧生物物处理法法、厌氧氧-好氧生生物处理理法、复复
37、合生物物处理技技术等；化学处理理法是通通过化学学反应和和传质作作用分离离、回收收污水中中呈溶解解、胶体体状态的的污染物物，或将将其转化化为无害害物质的的污水处处理方法法，主要要包括氧氧化法、絮凝法、电化学法等；物理处理理法是通通过物理理作用，分分离去除除污水中中不溶性性的、呈呈悬浮状状态的污污染物的的处理方方法，主主要包括括吸附法法、膜分离离技术、超超声波气气振法、高高能物理理法等。因为印染染废水成成分比较较复杂，单单一的处处理方法法往往不不能达到到理想的的处理效果，因因而在实实际的应应用中大大多采用用几种方方法的组组合来实实现对染染料废水水的彻底底性处理理。1.4粉粉煤灰的的发展及及应用粉煤
38、灰又又称为飞灰，是燃煤煤电厂的的粉煤燃燃烧所排放的的废弃物物，它的的粒径在在15000m之之间。目前我我国每年年所排放的的粉煤灰灰超过了了20亿亿吨，到到20220年我我国的粉粉煤灰量量将达到到2000亿吨7。我国国目前的的粉煤灰灰的重复利利用率仅仅仅为411.78， 其主要用用于道路路工程、建建筑工程程、建材材制品等等方面，其其余的大部分分被堆积积废弃，这样不仅占用了大量耕地，而且因为粉煤灰质轻粒细，随水漂浮，极易随风飞扬，造成环境污染和水土流失，因此粉煤灰的综合利用成为了当今环境科学的主要研究课题。因为粉煤灰的独特的物理化学特性和低廉的价格，在近年来在水处理的方面展现出了新的应用前景。在国
39、内外的研究表明，在粉煤灰中含了有较多氧化硅和活性氧化铝等，极具有吸附能力，可以应用于废水处理9-11。但因为粉煤灰的吸附容量不高，所以对其进行改性，让其更适于废水的处理就显得很必要。1.5粉粉煤灰的的组成和和分类粉煤灰的的主要化化学成分分为铁、铝铝、硅氧氧化物和和一定量量的硫、镁镁、钙氧氧化物，其其氧化铁铁、氧化化铝、氧氧化硅的的总质量量约占粉粉煤灰总总质量885，氧氧化硫、氧氧化镁、氧氧化钙的的含量相相对比较低，还还有其他他的一些些痕量元元素比如Pbb、Crr、Cuu等12，除此之之外还有有一些未燃燃尽的炭炭粒。在在我国火火力发电电厂的粉煤灰灰主要的的化学成成分如表表1.11所示13。表1.
40、11我国火火力发电电厂粉煤煤灰的主主要化学学成分（质质量分数数）单位位：%SiO22Al2OO3FeO+Fe22O3CaOTiO22K2OMgONa2OOMnO22P2O55CO2SO2烧失量49.2227.886.6333.2221.3111.2110.8440.4550.0660.2880.50.7117.499目前为止止在国际际上按粉粉煤灰的的化学类类型可将粉煤煤灰分成成两类14：其中一类类是F级级粉煤灰灰，这种种粉煤灰灰SiOO2+All2O3+Fee2O3的含量量是总量的的70以上；另一类类是C级级粉煤灰灰，它的SSiO22+All2O3+Fee2O3的含量量是总量的的50%7001
41、5。按粉粉煤灰的的颗粒形形貌可以以将粉煤煤灰颗粒粒分为：炭粒、海海绵状玻玻璃体、玻玻璃微珠珠。在我国电电厂排放放的粉煤煤灰中微微珠含量量低，其中大部部分是海海绵状玻玻璃体，其颗粒分布极不均匀。经过研磨处理，破坏原有的粉煤灰形貌结构，使之成为粒度比较均匀的破碎多面体，可提高其比表面积，从而可以提高其表面活性。1.6粉粉煤灰在在水处理理中应用用作用机机理粉煤灰在在水处理理中主要要应用的的作用机机理是吸附，其其中也包包括了接触絮絮凝、中中和沉淀淀和过滤截截留等协协同作用用。1.6.1 吸吸附因为粉煤煤灰中含有呈呈多孔性性蜂窝状状组织、多多孔炭粒粒，多孔孔玻璃体体，比表表面积比比较大，同同时还含含有活
42、性性基团，吸吸附活性性高，所所以粉煤煤灰处理理废水的的主要机机理是吸吸附作用用。粉煤煤灰的吸吸附作用用主要有有化学吸吸附和物物理吸附附。化学学吸附主主要是因因为其表表面具有有大量的的SiOSSi键和和AlOAAl键，它它们和具一定定极性的的有害分分子产生生了偶极-偶极键键的吸附附，或者者是阴离离子和粉煤灰灰中的次次生带正正电荷的的硅酸铁铁、硅酸酸钙和硅硅酸铝之之间形成成了离子对对的吸附附或离子子交换16。物理理吸附的的效果取取决于粉粉煤灰的的比表面面积及多多孔性，比比表面积积越大，吸吸附效果果就越好，其其中未燃燃炭粒对对物理吸吸附产生生重要的的影响。SSarbbak等等17研究粉粉煤灰对对亚甲
43、基基蓝的吸附表表明，比比表面积积大的粉粉煤灰的的吸附性性能比较好，并并发现粉粉煤灰在在吸附的的过程中中存在着着离子交交换作用用。1.6.2 接接触絮凝凝粉煤灰中中一些成成分还可可以与废废水中有有害得物质形形成吸附附-絮凝凝沉淀，比如CaO等。Cetin等18以粉煤灰为吸附剂对水中的Ni2+和Zn2+的去除性能作了调查，发现了吸附去除效果随着CaO的含量增加而提高。Erol等19研究了粉煤灰对水中的Cu2+和Pb2+的去除，其结果表明两种离子去除的能力强烈的依赖于粉煤灰中的CaO的含量，且随着CaO 含量的增加，其去除效果增强。1.6.3 中中和沉淀淀在粉煤灰灰中的碱碱性物质质可以中和和酸性废废
44、水，可可以形成成铁氧絮絮凝体，还能吸附其它有害物沉淀。1.6.4过滤滤截留 因为粉粉煤灰是是多种颗颗粒机械械的混合合物，空空隙率在在60%700之间间，当废水通通过粉煤煤灰时，粉粉煤灰还还可过滤滤截留一一部分的的悬浮物物。除此此之外，废废水的pH值值、反应应时间和和温度、污污染物的的初始浓浓度、污污染物性性质、粉粉煤灰的的活化程程度及改改性、粉粉煤灰的的比表面面积和粒粒径、灰灰水比等等因素也也能对废水水的处理效效果产生生重要的的影响20-21。1.7粉粉煤灰的的改性在粉煤灰灰形成的的过程中中，因为为部分的气体逸逸出而具具有开放放性的孔穴，表表面呈现现蜂窝状状；部分分气体被被裹在颗颗粒内形形成封
45、闭闭性孔穴穴中未逸出出，其内部也也呈蜂窝窝状。前前者是由于孔孔穴暴露露在表面面，具有有吸附的的性能；但后者吸吸附的性性能就很小，需需用化学学或物理理方法打打开封闭闭的孔穴穴，从而而提高其其孔隙率率和比表面面积。化化学改性性不但可可以打开开孔穴，还还可以通过过酸碱的的作用使使其生成大大量的新新微细小小孔，增增加比孔孔隙率和和表面积积，处理理废水的的效果也也将大幅幅度提高高。粉煤煤灰改性性的方法法目前采采用较多多的有下下面几种种。1.7.1酸改改性原状粉煤煤灰颗粒粒，表面面比较光光滑致密密，经过过酸处理理后的粉粉煤灰颗颗粒表面面变得很很粗糙，形形成许多多凹槽和和孔洞，从而增大了颗粒的比表面积。吸附
46、剂比表面积越大，吸附效果就越好，所以经酸改性粉煤灰的吸附能力较原始粉煤灰比增强，并且经酸改处理后的粉煤灰释放出大量的H2SiO3、Fe3+和Al3+等成分，Fe3+、Al3+可起到絮凝沉降作用，H2SiO3可捕收悬浮的颗粒，起混凝吸附架桥的作用22。几种作用综合使酸改后的粉煤灰去除污染物性能增大。常用的酸有HNO3、H2SO4、HCl等，其中H2SO4对粉煤灰中的Al3+浸出效果较好，HCl对粉煤灰中的Fe3+浸出效果较好。表1.2为粉煤灰改性前后比表面积对比的结果，从中可以看出，经过酸改后粉煤灰比表面积普遍增大。Lin等等23将粉煤煤灰用11moll/L的的H2SO4溶液于50下处理理24h
47、h，然后后用用蒸蒸馏水进进行多次次的洗涤，然然后过滤滤，将过过滤后的的粉煤灰灰于1005中烘干220h，再再将粉煤煤灰过44507000目的分分离筛，最最后得到硫硫酸改性性的粉煤煤灰。其其结果表表明，改改性后粉粉煤灰与与改性前前相比，其吸附容量和比表面积均得到提高。朱洪涛等32采用盐酸浸泡方法对粉煤灰进行了改性，研究了改性粉煤灰对模拟含铬废水的处理性能，其结果表明：原灰处理含铬废水达到吸附平衡的时间为120min，改性灰为90min。改性灰更易达到平衡，且吸附平衡时的改性灰对Cr6+的去除率可达到93.2%，明显高于了原灰对Cr6+（51.0%）。表1.22粉煤灰灰改性前前后比表表面积对对比23-31序号改性方法法比表面积积/m2g111