粉煤灰在印染废水处理中的应用研究

张伟

（中电环保股份有限公司江苏南京211102）

粉煤灰在印染废水处理中的应用研究

张伟

（中电环保股份有限公司江苏南京211102）

本研究以电厂粉煤灰为原料，分别探讨其经酸、碱及盐改性后，对实际废水中染料分子的去除情况。结果表明在最优的改性条件和吸附条件下，对亚甲基蓝的去除率可达88%，对刚果红的去除率可达97%。

粉煤灰；改性；染料

1 研究背景

粉煤灰是一种经过高温灼烧后形成的如火山灰性质的混合材料，粉煤灰主要来源于燃煤电厂，通常耗费8t的原煤就会产生2t的粉煤灰。鉴于粉煤灰是一种具有较大比表面积的多孔结构物质，并且其自身为碱性，近年来在烟气脱硫等污水治理领域，粉煤灰作为脱硫添加剂及净水吸附剂也逐渐成为研究热点，可是没有经过加工的原灰含有的活性成分太少，需要对其进行改性，加强其吸附能力，本文将就改性粉煤灰在印染废水中的应用进行探讨。

1.1 实验材料

本实验中所选用粉煤灰来自江苏某电厂，其成分为SiO254.40%、Al2O328.07%、Al2O35.97%、CaO5.16%、MgO1.07%、SO30.49%、TiO21.14%、K2O1.42%、Na2O 0.52%、P2O50.37%，通常粉煤灰的氧化钙含量在1-10%范围之间为低钙灰，氧化钙的含量高于10%，则是高钙灰，粉煤灰氧化钙的含量为5.16%，活性成分CaO较少，本实验中拟通过改性提高其对染料分子的吸附效率。

1.2 粉煤灰改性

1.2.1 NaOH改性

（1）最佳NaOH浓度的确定。比较粉煤灰经不同浓度NaOH改性后对亚甲基蓝和刚果红的去除效率，在NaOH浓度为1mol/、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L时，对亚甲基蓝的去除率为86.2%、86.8%、83.7%、80.2%、74.9%：同等条件下刚果红的去除率为94.4%、97.4%、95.9%、92.7%、86.8%。

通过数据可以看出，对于吸附去除亚甲基蓝和刚果红，最佳的氢氧化钠浓度应该为2mol/L。

（2）粉煤灰与改性剂NaOH溶液最佳固液比的确定。考察了一定质量的粉煤灰获得最佳改性效果所需加入的2mol/LNaOH溶液的体积，固液比分别为1:2、1:4、1:6、1:8、1:10，而亚甲基蓝吸光度为64.0%、68.2%、70.8%、73.9%、71.8%，同等条件下刚果红吸光度分别为89.3%、90.8%、90.4%、94.2%、93.7%。由数据可以可知，吸附亚甲基蓝和吸附刚果红时，最佳固液比都是1:8。

（3）最佳改性温度的确定。当温度为20℃、25℃、30℃时，对亚甲基蓝的去除率为都是86.9，.同等条件下对刚果红的去除率都是97.3。结果表明，改性温度对吸附实验并不会产生明显的影响。

2 结果与讨论

2.1 改性粉煤灰对两种染料的吸附动力学

分别考察了改性粉煤灰吸附两种染料的动力学表现，结果如图1所示，由图可知，改性粉煤灰对亚甲基蓝和刚果红的吸附均在60min时达到吸附平衡，前30min为快速吸附阶段。

图1 改性粉煤灰吸附亚甲基蓝和刚果红的动力学曲线

2.2 改性粉煤灰对两种染料的吸附等温线

2.2.1 亚甲基蓝的吸附等温线

改性粉煤灰对20℃的、25℃下的吸附等温线如图2所示。

图2 亚甲基蓝20℃及25℃吸附等温线

在20℃、25℃，该改性粉煤灰对亚甲基蓝的最大吸附量分别为0.555mg/g、0.522mg/g，最大吸附量随温度升高而降低，证明此吸附以物理吸附为主。

2.2.2 刚果红的吸附等温线

改性粉煤灰对刚果红在20℃、25℃下的吸附等温线，如图3所示。

图3 刚果红20℃及25℃吸附等温线

在20℃、25℃下，该改性粉煤灰对亚甲基蓝的最大吸附量分别为4.249mg/g、4.549mg/g，最大吸附量随温度变化而改变，25℃该改性粉煤灰对刚果红吸附较好。

2.3 改性粉煤灰投加量对去除效率的影响

改性粉煤灰投加量对亚甲基蓝和刚果红去除效率的影响如图4所示，70g/L可以考虑作为改性粉煤灰去除亚甲基蓝的最佳投加量。10g/L是改性粉煤灰去除刚果红的最佳投加量。