改性粉煤灰吸附处理焦化厂含酚废水的研究_杨明平

第!期总第#$%期&!’()年*月煤化工!#$%!&’()*+$%,-./0123456+71+$8%95::;&<=256>>?改性粉煤灰吸附处理焦化厂含酚废水的研究杨明平付勇坚彭荣华!湖南科技大学化学化工学院湘潭!#$#,,,,摘要介绍了改性粉煤灰吸附剂的制备方法研究了-.值和废水的流速对吸附的影响探讨了改性粉煤灰处理焦化厂含酚废水的可行性$结果表明在室温%-.值为!/(@!/)及废水流速在0,123145A$(,126145的条件下酚%77%89:和色度的去除率分别达到;0/%<%;%=><%;*=*<和;?=;<而且处理费用低$关键词粉煤灰改性含酚废水吸附文章编号&#’’)@;);0+!(()&A(!A((*;A(*,,中图分类号&BC)!’,,文献标识码&D收稿日期&!’’*@##@’!作者简介&杨明平!#;??’#男#;;’年毕业于湘潭大学副教授主要从事煤化工及化学工程方面的教学及科研工作$,,,,,,,,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$目前对这类废水的处理方法主要有化学法%生化法和物理法E#!F$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$粉煤灰对水中的杂质具有较好的吸附性能对工业废水进行处理可以以废治废并且处理成本较低%效果较好对此广大科技工作者已进行了大量的研究E>*F$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(77#%化学需氧量(89:#及色度均有较高的去除率可用于焦化厂含酚废水的处理之中$!实验!!原材料及其组成粉煤灰取自湘潭电厂其主要化学成分见表$$硫铁矿烧渣取自湘潭钢铁公司其中含GH!9>,?%/)0<$盐酸酸洗废液取自湘潭某电镀厂废液池其主要化学成分见表!$含酚废水取自湘潭合力焦化公司废水水质见表>$!#改性粉煤灰的制备称取未经处理的粉煤灰!,(((I%硫铁矿烧渣*((I和JK8L,$!(I置于装有搅拌装置的$,(((,12烧杯中加入适量的并经氧化处理过的盐酸酸洗废液在;(M下缓慢搅拌(转速$!(,N6145#!/),O再加入$!,1I十二烷烃并搅拌均匀最后在$((P左右通风焙制待其自然冷却至室温即可$!$吸附柱的制作根据文献E)F对吸附柱进行设计制作$在直径为$>,11%高度为>((,11的两根玻璃管中分别装填*(,I改性粉煤灰为了防止灰层在实验过程中的扰动在灰层上%下部各铺垫厚度约>,11的玻璃纤维$!%动态吸附实验室温条件下将废水从下往上注入柱中并控制注&使用前预先向废液中加入氧化剂使GH!Q氧化成GH>R$!!!!!!!!!!!!!!!!表!粉煤灰的主要化学成分%成分质量分数749!)(=%!DL!9>!*=00GH!9>$!=$)SI9$=*!8K9*=?08?=$)!!!!!!!!!!!表#盐酸酸洗废液的主要化学成分1TL62成分质量浓度.U*=?%GH!V(=(!GH>W(=>)表$焦化厂废水的水质情况酚3,1I)2X$>*=!773,1I)2Y$$,!?%89:8N3,1I)2Z$;!?透光率3<$!#年第!期煤化工废水流量在$%&’(&)*!+,&’-&)*!进行动态吸附处理!同时分析滤出水的水质在此过程中!粉煤灰除了发挥吸附#絮凝作用外!还起到了物理截留过滤作用$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./0的去除!结果与讨论!#$%值对酚去除率的影响室温条件下!考察该改性粉煤灰在不同的12值下对废水中酚的吸附性能!结果见图+图+表明!随着12值的增大!酚的去除率很快降低这主要是由于溶液中23的质量浓度既影响酚的离子化又影响粉煤灰的表面性能当溶液由酸性变为碱性时!酚将渐渐地由分子转变成负离子$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12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12值较小时!溶液中24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存在!不产生静电排斥作用!而且苯酚的羟基和改性粉煤灰表面的羧基#酚羟基之间还可以形成氢键!起到强化吸附的作用因此!实验时控制废水12值为!5!6#!&!废水流速对酚去除率的影响在室温并控制焦化含酚废水的12值为!