采用改性粉煤灰对电厂脱硫废水中CL

采用改性粉煤灰对电厂脱硫废水中采用改性粉煤灰对电厂脱硫废水中CLCL-去除研究去除研究燃煤电厂烟气脱硫废水含盐量高，水质组成复杂，处理难度大，回用困难，是制约电厂废水零排放实现的关键因素之一。粉煤灰是火电厂的燃煤副产品，数量巨大、容易获得，可用于对脱硫废水的处理。研究显示，粉煤灰是一种很有前途的低成本吸附剂，可用于去除各种污染物。粉煤灰能够较好地固化Cl-，主要是因为其具有较大比表面积与特殊结构，粉煤灰与水化产物对Cl-可发生物理吸附，水化铝酸钙与Cl-反应生成化合物“费氏盐”对Cl-有化学固化作用。已经发现粉煤灰对高浓度含Cl-废水中的Cl-有一定的吸附去除作用，使脱硫废水中Cl-降低至可以循环利用的水平，实现脱硫废水零排放，但单位体积的水用灰量较大，因此笔者研究了粉煤灰的改性方法以期提高粉煤灰对Cl-的去除能力，并研究了反应影响因素，探讨了去除机制，为采用粉煤灰以废治废、推进脱硫废水零排放进程提供参考。1实验部分1.1材料与仪器本实验采集了江苏常熟电厂的两种粉煤灰，分别是粗灰产品(粒径20~200μm)和细灰产品(粒径小于20μm)。将粉煤灰用蒸馏水洗涤干净，于105℃条件下烘干，放入干燥器备用。主要仪器设备：TCL-SL型马弗炉，河北豪威电气设备科技有限公司;BS124S型电子天平，德国Sartorius公司;DHG-9140A型数显鼓风干燥箱，上海精密实验设备公司;pHS-3C型pH计，上海虹益公司;WHY-2型恒温振荡器，江苏金坛大地自动化仪器厂。1.2实验方法1.2.1脱硫废水的配制及其分析方法模拟电厂脱硫废水配制实验用水：悬浮物质量浓度为10g/L，Cl-质量浓度为10~40g/L，pH4~6。采用硝酸银溶液滴定法分析Cl-浓度。1.2.2改性实验实验选取了焙烧改性、超声波改性、碱改性、酸改性等改性方法对粉煤灰进行改性。(1)焙烧改性：将粉煤灰与氧化钙按质量比为1∶1均匀混合，在马弗炉中用800℃的高温煅烧3h，冷却后取出，放入干燥器备用。(2)超声波改性：将粉煤灰与水混合配制粉煤灰悬浮液，并置于(25±2)℃、振荡频率为100%超声波仪中，超声振荡60min，过滤后在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出，放入干燥器备用。(3)碱改性：配制10%的NaOH溶液，加入粉煤灰，搅拌均匀，振荡30min，过滤后在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出，放入干燥器备用。(4)酸改性：配制1+1的硫酸，加入粉煤灰，搅拌均匀，振荡30min，过滤后在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出，放入干燥器备用。1.2.3吸附实验采用静态吸附实验，取100mL模拟脱硫废水到250mL的具塞锥形瓶中，加入一定量的改性粉煤灰，将具塞锥形瓶放入10~50℃的恒温水浴振荡器中以150r/min的转速恒温振荡一定的时间，然后停止，将脱硫废水静置一段时间后过滤，取清液测定Cl-的含量，实验从粉煤灰的投加量、振荡时间、Cl-的初始浓度、振荡水温、废水pH等因素来考察粉煤灰对Cl-的吸附去除性能。1.2.4机制分析根据实验数据进行吸附等温线和吸附动力学研究，来探讨改性粉煤灰去除脱硫废水中Cl-的过程和机制。2结果及分析2.1改性方法的比较当废水中Cl-初始质量浓度为15g/L时，投加改性粉煤灰1g于100mL废水中，在40℃的水浴中恒温振荡2h后进行过滤，测得脱硫废水中Cl-去除率见表1。由表1可见，对脱硫废水中Cl-去除效果最好的改性方法为：焙烧改性法(粉煤灰与氧化钙质量比为1∶1)，Cl-去除率可达50%以上，因此在后续的吸附条件影响因素实验中均采用该改性粉煤灰进行。2.2改性粉煤灰投加量的影响当废水中Cl-初始质量浓度为15g/L时，分别投加0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4g改性粉煤灰于100mL废水中，水浴恒温40℃振荡2h后进行过滤。图1所示为不同粉煤灰投加量对脱硫废水中Cl-去除率的影响。由图1可以看到，随着改性粉煤灰投加量的增加，去除率不断增大，当投加质量浓度为10g/L时粗灰和细灰的去除率分别达到52.4%和50.1%，而当投加质量浓度继续增大到14g/L时，去除率不再增大，这可能是因为水中Cl-的浓度降低后，浓度梯度不再明显，扩散通量接近于0，改性粉煤灰对Cl-的吸附达到平衡。可以看到无论是使用粗灰还是细灰，脱硫废水中的Cl-质量浓度均可以降到7.5g/L以下，较为适合回收至脱硫系统进行再利用。2.3振荡时间的影响当Cl-初始质量浓度为15g/L时，加入1g粉煤灰到100mL脱硫废水中，设定振荡时间分别为0.5、1、2、3、4、5h，振荡温度为40℃。图2所示为不同振荡时间对脱硫废水中Cl-去除率的影响。从图2可以看出，随着振荡时间的增加，Cl-的去除率总的趋势先增加后减小，在2h时达到最大，2h以后，去除率趋于平