改性粉煤灰吸附处理焦化厂废水的研究_李瑞杰

2009年第10期焦化厂所产生的废水除含有氰化物、硫化物、含氮化合物和多种多环芳烃外，还含有大量的酚(主要是苯酚和甲酚)，这些物质多数难被生物降解，并且有致癌、致畸、致突变效应。目前对这类废水的处理方法主要有化学法、生化法和物理法。物理吸附法工艺仍是当前处理废水的一种重要方法，活性炭(无论粒状或粉状)对有机物具有良好的吸附性能，是一种应用最广的吸附剂，但由于其价格昂贵，它的使用受到限制，这就促使人们去寻找新的吸附剂来降低水处理成本。粉煤灰对水中的杂质具有较好的吸附性能，对工业废水进行处理可以以废治废，并且处理成本较低、效果较好，对此广大科技工作者已进行了大量的研究。我们在进行粉煤灰综合利用的研究中发现，粉煤灰经适当改性后对苯酚具有良好的吸附性能，当其用量足够时可与活性炭相媲美，对废水中的酚、悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)及色度均有较高的去除率，可用于焦化厂含酚废水的处理。一、实验1．原材料及其组成。粉煤灰取自某电厂，其主要化学成分见表1。硫铁矿烧渣取自北京首都钢铁公司，其中含Fe20367.58％。盐酸酸洗废液取自北京某电镀厂废液池，其主要化学成分见表2。含酚废水取自北京焦化公司，废水水质见表3。2．改性粉煤灰的制备。称取未经处理的粉煤灰2000g、硫铁矿烧渣400g和NaCl120g，置于装有搅拌装置的1000mL烧杯中，加入适量的并经氧化处理过的盐酸酸洗废液，在90℃下缓慢搅拌(转速120r／min)2.5h，再加入12mg十二烷烃，并搅拌均匀，最后在100℃左右通风焙制，待其自然冷却至室温即可。3．吸附柱的制作。根据文献，对吸附柱进行设计制作。在直径为13mm、高度为300mm的两根玻璃管中分别装填40g改性粉煤灰，为了防止灰层在实验过程中的扰动，在灰层上、下部各铺垫厚度约3mm的玻璃纤维。4．动态吸附实验。室温条件下，将废水从下往上注入柱中，并控制废水流量在8mL／min～10mL／min，进行动态吸附处理，同时分析滤出水的水质。在此过程中，粉煤灰除了发挥吸附、絮凝作用外，还起到物理截留过滤作用；废水从吸附柱的下端进入、上端流出，主要是为了延长废水在吸附柱中的停留时间，从而使灰水在动态中接触更加充分，吸附更加彻底，同时也有利于废水的色度及COD的去除。二、结果与讨论1．pH值对酚去除率的影响。室温条件下，考察该改性粉煤灰在不同的pH值下对废水中酚的吸附性能，结果见图1。图1表明，随着pH值的增大，酚的去除率很快降低。这主要是由于溶液中H的质量浓度既影support(XY)/P(Y|X);confidence(XY)=P(Y|X)。3.数据挖掘在入侵检测中的模型建立。利用数据挖掘的关联规则可以发现程序的执行和用户活动反映系统特征之间的关联。例如数据库管理员经常修改数据库等。因此从历史行为中挖掘出的模式显示用户行为的统计特性，将这些模式添加到入侵模式数据库中，并将当前用户行为与历史统计特性做比较，与安全策略矛盾的行为即为入侵行为。数据挖掘入侵检测过程(如图2)。图2数据挖掘入侵检测过程本模型采用关联规则挖掘技术。关联规则挖掘技术采用下列步骤：1)预先确定初始最小支持度和最小置信度阈值；2)找出满足最小支持度和最小置信度阈值的频繁项集，可用Apriori算法；3)由频繁项集，生成关联规则；4)删除无用规则；5)建立入侵分类模型；6)将新生成的规则按判定树的方法插入规则库。三、结束语本文利用关联分析总结出某种操作不同特征属性间存在的相关性；然后根据入侵行为的不同目的、利用分类分析进行分类处理。将数据挖掘应用于入侵检测系统是可行的，并提高入侵检测系统的检测效率，具有很强的可扩展性和环境适应性。（作者单位：中国电子科技大学计算机学院06级）改性粉煤灰吸附处理焦化厂废水的研究李瑞杰应用技术表1粉煤灰的主要化学成分%成分SiOAl2O3Fe2O3MgOCaOc质量分数50.7224.8812.151.424.686.15表2盐酸酸洗废液的主要化学成分mol/L成分H+Fe2+Fe3+质量浓度4.670.020.35注：使用前预先向废液中加入氧化剂使Fe2+氧化成Fe3+。表3焦化厂废水的水质情况酚/mg·L-1SS/mg·L-1CODcr/mg·L-1透光率/%34.212679261782009年第10期应用技术响酚的离子化又影响粉煤灰的表面性能。当溶液由酸性变为碱性时，酚将渐渐地由分子转变成负离子；而酸改性粉煤灰表面的官能团主要是羧基、酚羟基等活性官能团，当溶液的pH值增大时，这些活性基团会发生类似于苯酚的转变，变成负离子。这导致负离子与负离子之间产生静电排斥作用，从而使酚基负离子不易向粉煤灰颗粒内部扩散，即不利于改性粉煤灰对苯酚的吸附。当pH值较小时，溶液中H的质量浓度增大，苯酚和改性粉煤灰表面的羧基、酚羟基都是以分子形式