粉煤灰絮凝剂种类及其应用研究现状

高红莉 李洪涛 张硌 郭雷（河南省科学院地理研究所，河南 郑州 450052）

粉煤灰化学组成与粘土质相似，主要为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和未燃碳，另含有少量K、P、S、Mg、Na、Ti、Mn 等化合物和Cu、Zn 等微量元素，其中SiO2、Al2O3的含量约占粉煤灰总量的50%-80%[1].美国、日本等国家把粉煤灰当成一种重要的矿物资源，很早就已经开始对粉煤灰进行综合利用，据不完全统计欧美发达国家粉煤灰的利用率已高达70%-80%，我国只有30%-40%，远远落后于欧美发达国家，而且我国粉煤灰产生量很大，如果不进行综合利用，对土壤、大气、水体造成的危害很大。

近年来，有关改性粉煤灰絮凝剂的研究报道很多，本文对不同改性工艺及改性粉煤灰絮凝剂的废水处理原理和处理效果进行了对比分析，提出了目前粉煤灰絮凝剂研究存在的问题和今后的研究方向。

1 粉煤灰絮凝剂分类

1.1 原灰

粉煤灰由大小不等、形状不规则的粒状体组成，其粒径在0.5-30 μm 之间，平均容重为783 kg/m3，平均密度为2.14 g/cm3；具有多孔结构，比表面积一般为2500-5000cm2/g，因此有很强的吸附性能，可与吸附质发生化学吸附和物理吸附，虽然从理论上讲粉煤灰具有一定的吸附能力，但粉煤灰原灰的吸附效果不理想，因此必须通过改性来提高其吸附性能。

1.2 简单改性粉煤灰絮凝剂

包括熔融改性、酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性等，改性后粉煤灰结构和性能都发生相应改变，处理废水的效果也得到提高，具体见表1。

1.3 复合改性粉煤灰絮凝剂

上述几种方法所得到的改性粉煤灰絮凝剂分别对不同的废水有较好处理效果，但是不能达到处理多种废水的目的.为了使改性粉煤灰有更广泛的应用，可以采用复合改性方法，进一步提高粉煤灰对水中污染物的去除能力。具体见表2。

1.4 合成改性粉煤灰絮凝剂

除了以上几类改性方法，还有通过分步聚合方法，通过从粉煤灰中提取有用金属元素铝、铁、硅等物质来制备新型高效絮凝剂。具体见表3。

不同改性方法对粉煤灰的改性效果不同，应用领域也不同.改性后的粉煤灰，不论是对废水的处理，还是在水溶液中的分散性均能得到理想的效果.随着粉煤灰改性研究的不断深入，对粉煤灰改性的技术也将不断发展.

2 粉煤灰絮凝剂在废水处理中的作用

当前用粉煤灰来处理废水的研究报道很多，采用酸溶或碱溶简单改性得到的粉煤灰絮凝剂比表面积增大，吸附能力提高，对印染废水和造纸废水有良好的脱色效果.在酸溶和碱溶的同时添加其他物质制备的复合及合成改性粉煤灰絮凝剂，与简单改性粉煤灰絮凝剂相比沉降快、污泥量小、成本低，可以处理焦化厂含酚废水、造纸、制革、印染、制药、电镀、含油废水和城市污水、矿井水等，成本低廉，处理效果也很好。详细信息将表4。

表1 简单改性粉煤灰絮凝剂种类

表2 复合改性粉煤灰絮凝剂种类

3 存在问题及展望

将粉煤灰直接用于废水处理效果不理想，因此近年来通过将粉煤灰改性开发絮凝剂产品的研究越来越多，但有关粉煤灰絮凝剂基础理论、安全性、环保性、经济性等方面的研究不多.通过改性技术将粉煤灰应用于水处理领域，关键是要研制出附加值大、技术含量高、市场前景好的产品。今后要加强改性粉煤灰絮凝剂处理废水的基础理论研究，并重视废渣处理问题，在此基础上加强粉煤灰絮凝剂的活化和改性研究，加快研究开发实用技术与处理工艺，在我国粉煤灰的改性及其综合利用的研究和开发任重道远。

无机絮凝剂的发展经历了从低分子量无机盐絮凝剂到聚合氯化铝（PAC）、聚氯硫酸铁（PFCS）等无机高分子絮凝剂，以及聚硅酸盐类絮凝剂、各种复合型无机高分子絮凝剂的过程，利用粉煤灰煤制取无机复合高分子絮凝剂是今后无机絮凝剂的发展方向之一。

表4 粉煤灰絮凝剂处理废水效果

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