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粉煤灰處理活性染料廢水的研究

文檔作者：趙艷鋒1，林罡明2，王亞凡1 文檔來(lái)源： 1．遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院 2．撫順石油機(jī)械有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月26日
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粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTILIZATION 201l No．1粉煤灰處理活性染料廢水的研究Study仰Tr船tIneⅡt of R翰ctiVe Dye Wastewater by Fly A幽趙艷鋒1，林罡明2，王亞凡1(1．遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，撫順11300l；2．撫順石油機(jī)械有限責(zé)任公司，撫順113004)摘要：以粉煤灰為吸附劑，應(yīng)用于去除模擬廢水中的活性艷紅染料，探討了吸附時(shí)間、吸附劑用量、溫度、溶液pH對(duì)吸附效率的影響。并對(duì)粉煤灰用氫氧化鈣改性，改性后的粉煤灰不僅對(duì)活性艷紅的去除率大幅度提高，且粉煤灰的用量大量降低。。關(guān)鍵詞：粉煤灰；活性艷紅；染料廢水；吸附中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005_8249(2011)01瑚3l旬3我國(guó)染料、紡織工業(yè)每年要產(chǎn)生大量的染料廢水。染料廢水因?yàn)槌煞謴?fù)雜、濃度高、色度深和排放量大，已成為重要的污染源，其中只有22．5％得到處理，而合格率僅為42％…。今年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣泛采用的印染廢水處理技術(shù)有活性污泥法、混凝法、吸附法、臭氧化法和Fenton試劑法等，各有利弊舊J。粉煤灰是鍋爐燃燒過(guò)程中沒(méi)有完全燃燒的飛末，具有良好的吸附性與穩(wěn)定的化學(xué)性，用粉煤灰吸附處理染料廢水，既可提高廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益，又可以解決粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題¨1。l試驗(yàn)1．1試驗(yàn)原材料撫順市某熱電廠I級(jí)粉煤灰，(其成分如表1【41)，活性艷紅，鹽酸，氫氧化鈉，氫氧化鈣等。表1 粉煤灰的化學(xué)成分 ／％K20 MgO CaO Fb203 ^J203 Sj02 Na201．98 1．30 1．17 10．24 25．91 56．Ol 1．381．2試驗(yàn)方法粉煤灰的預(yù)處理：將取來(lái)的粉煤灰置于托盤(pán)中，用第一作者：趙艷鋒I 1978～)。女。碩士。講師。主要以及污水治理和噪聲監(jiān)測(cè)的研究。E眥il：Xia疵n97867@163．com收稿日期：20lO·ll·17自來(lái)水清洗，靜置片刻，至泥水分離時(shí)，即可除去上層污水”J，下層的粉煤灰則用托盤(pán)盛放，于100℃下在烘箱中烘干、研磨至碎置于塑料袋中密封裝好，并貼上標(biāo)簽備用，這樣可除去附著在粉煤灰上的油污。試驗(yàn)步驟：以活性艷紅配置一定濃度的模擬廢水，加入粉煤灰，于雙層恒溫振蕩器上振蕩，一定時(shí)間后取適量溶液過(guò)濾，濾液中活性艷紅的濃度用分光光度法于514nm波長(zhǎng)處測(cè)定，并計(jì)算模擬廢水中染料的去除率。1．3標(biāo)準(zhǔn)曲線用分光光度法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性方程為y=39．869x—O．015l，R2值為0．99912結(jié)果與討論2．1吸附時(shí)間對(duì)去除率的影響取100 mL濃度為100 mg／L的活性艷紅模擬廢水于250 mL錐形瓶中，向其中加入10 g的粉煤灰，在25℃條件下，以160 r／min的速度進(jìn)行振蕩，一定時(shí)間后取出，取樣分析，結(jié)果如圖18()70《til)簍甩， 粕4【l：ltJ20O lJ．j l }， 2 2．5 3 3．5 4 4．5 5 5．5時(shí)閫／h圖l 吸附時(shí)間對(duì)去除率的影響·3l·萬(wàn)方數(shù)據(jù)2011 No．1粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSIVE UTILIZATIoN從圖1可以看出，吸附效率在最初的3．5 h內(nèi)上升幅度較大，在3．5 h的時(shí)候，去除率達(dá)77％，在4 h以后，去除率稍有下降，說(shuō)明在3．5 h的時(shí)候，粉煤灰已經(jīng)對(duì)溶液中的活性艷紅進(jìn)行了最大量的吸附，去除效果已經(jīng)達(dá)到了極至。綜上可知粉煤灰對(duì)活性艷紅的吸附在3．5 h達(dá)到吸附平衡。2．2粉煤灰投加量對(duì)去除率的影響取100 mL濃度為100 mg／L的活性艷紅模擬廢水lO份，分別向其中加入一定量的粉煤灰，于25℃條件下以160 r／min的轉(zhuǎn)速振蕩3．5 h，過(guò)濾，分別計(jì)算去除率繪見(jiàn)圖2。l『)(JgH9n于¨裕馳籩90稍MRhMR2130 14IJ l曩J I岫l 7fl lH0 j州)2ml 210粉煤狄投加昂／’g，L粉煤灰投加量對(duì)去除率的影響從圖2可看出，增大粉煤灰的投加量，去除率也隨之增大。在粉煤灰投加量從120 g／L增加到180 g／L時(shí)去除率從82．98％變化到97．30％，變化幅度很大，但是當(dāng)加入量從180 g／L增加到210 g／L時(shí)，去除率僅從97．30％變化到98．87％，變化幅度很小。因此考慮到實(shí)際廢水處理中應(yīng)用，選擇粉煤灰投加量為180 g／L，這樣既能保證較高的去除率，又可以減小污泥的后續(xù)處理量。2．3溶液pH對(duì)去除率的影響取100 nlL濃度為100 mg／L的活性艷紅溶液12份，用Hcl和Na0H調(diào)節(jié)溶液pH值，再分別加入10 g粉煤灰，于25℃條件下以160 r／rnin的轉(zhuǎn)速在雙層空氣浴振蕩器中振蕩3．5 h，過(guò)濾，分別計(jì)算去除率繪圖如圖3。薰 毋75委囂薰d(J·32·圖3溶液pH值對(duì)去除率的影響溶液的pH值影響到溶質(zhì)分子或離子的絡(luò)合狀態(tài)的程度；也影響到粉煤灰表面的電荷特性。從圖3可知粉煤灰對(duì)活性艷紅在堿性條件下的去除率要高于酸性條件。染料溶液的pH值影響染料在廢水中的溶解度和呈色，還影響粉煤灰表面帶電情況，從而影響粉煤灰對(duì)染料的脫色效果。由圖3可見(jiàn)，在pH值從2變化到7時(shí)，去除率隨著pH值的增加而逐漸減小，脫色率由78．29％減小到60．85％；而當(dāng)pH值由7變化到8時(shí)脫色率又有微弱的上升趨勢(shì)；當(dāng)pH值從8增加到10時(shí)脫色率由64．26％下降到52．19％，并且在pH值為10時(shí)脫色率出現(xiàn)了最低值；當(dāng)pH值從10增加到13時(shí)，脫色率從52．19％迅速增加到87．23％；在pH值為13時(shí)此時(shí)活性艷紅的溶解度變小，一定程度降低色度。另外粉煤灰表面吸附了大量羥基離子，這些羥基與染料中的一OH一、一SO，．、．NH：或．COO一等發(fā)生氫鍵聯(lián)結(jié)，增強(qiáng)了粉煤灰對(duì)染料分子的吸附能力。2．4堿改性粉煤灰對(duì)去除率的影響取100 mL濃度為100 mg／L的活性艷紅溶液7份，分別向其中加入5、6、7、8、9、10、119的粉煤灰并同時(shí)投加lg的ca(OH)：，振蕩3．5 h后過(guò)濾，取樣分析，結(jié)果如圖4：9H9796知鬢。，g：j眈914 j6 7 89 1【l J1粉煤扶投加齦／g圖4 改性粉煤灰投加豉對(duì)去除率的影響由圖4可以看出在Ca(OH)：的作用下投加119的粉煤灰，對(duì)染料的去除率即可達(dá)到97．16％。這樣在實(shí)際水處理中即可節(jié)約大量的粉煤灰又可避免產(chǎn)生大量的污泥。2．5吸附等溫線在溫度一定的條件下，吸附量隨著平衡濃度而變化的曲線稱為吸附等溫線。常見(jiàn)的吸附等溫線有三種類型，即Langmuir型吸附等溫線，BET型吸附等溫線(下轉(zhuǎn)第35頁(yè))萬(wàn)方數(shù)據(jù)粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATIoN 2011 No．1表5 溶液初始濃度對(duì)脫色率的影響參考文獻(xiàn)3結(jié)論氫氧化鈣改性粉煤灰對(duì)活性艷紅廢水具有良好的吸附脫色作用，試驗(yàn)表明粉煤灰與氫氧化鈣質(zhì)量、活化溫度、廢水pH值及初始濃度、粉煤灰的加入量對(duì)吸附活性均有影響。當(dāng)粉煤灰與氫氧化鈣質(zhì)量比為3．O，活化溫度為300℃時(shí)其吸附活性較高；廢水濃度越低，脫色效果越好；隨著粉煤灰加入量的增加，脫色率呈上升趨勢(shì)，對(duì)于20 mg／L的染料溶液，當(dāng)粉煤灰用量為5∥L時(shí)，染料溶液脫色率可達(dá)99．2％；粉煤灰脫色效果受pH值影響很大，當(dāng)pH值為10．0時(shí)脫色率最高。相會(huì)強(qiáng)，墨占江．粉煤灰在印染廢水處理中的應(yīng)用[J]．染料與染色，2005，42(2)：60擊2．余剛，楊志華，祝萬(wàn)鵬等．染料廢水物理化學(xué)脫色技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]．環(huán)境科學(xué)，1994，15(4)：75-79．苗澤勤，鄭海濤．粉煤灰的綜合利用研究[J]．環(huán)境保護(hù)，1994，(8)：37．38．徐晴．用粉煤灰處理印染廢水[J]．環(huán)境保護(hù)科學(xué)，1999，25(6)：5-7．肖羽堂，許建華．利用電廠粉煤灰處理染料中間體廢水[J]．環(huán)境工程，1998，16(2)：30_3 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