粉煤灰对苯酚废水的吸附研究_王峰

环境工程2011年第29卷增刊粉煤灰对苯酚废水的吸附研究＊王峰1夏汀1林子增2沈巍1王郑2(1.南京市市政设计研究院有限责任公司,南京210008;2.南京林业大学土木工程学院,南京210037)摘要:在静态条件下研究了粉煤灰对苯酚的吸附性能,结果表明:平均粒径29.06μm,孔隙率64.0686%,在吸附时间50min,粉煤灰用量120g/L,pH=7.45条件下,对75mL浓度为30mg/L的苯酚模拟废水,吸附效果最好,可达82.4%。粉煤灰吸附苯酚机理复杂,偏向于单分子层吸附的Langmuir吸附等温线模式:q=0.042Ce/(1+0.095Ce),吸附反应为一级反应,速率方程为lnC=-0.0096t+3.3097(C0=30mg/L)。关键词:粉煤灰;吸附;苯酚;机理;孔径分布STUDYONADSORPTIONOFWASTEWATERCONTAININGPHENOLWITHFLYASHWangFeng1XiaTing1LinZizeng2ShenWei1WangZheng2(1.NanjingMunicipalDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Nanjing210008,China;2.CollegeofCivilEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)Abstract:Mechanismandpropertiesofphenoladsorptiononflyashhavebeenstudiedinstaticcondition.Theresultsshowedthephenolremovalratecanreach82.4%intheconditionofadsorptiontime50min,120g/Ldosage,pH7.45usingflyashoftheaverageparticlesize29.06μmandporosity64.0686%for75mLtestedphenolwater.TheadsorptionofphenolwithflyashisconsistentwithanadsorptionisothermoftheLangmuirtypeequation,whoseq=0.042Ce/(1+0.095Ce);adsorptionrateequationbelongstofirst-orderreaction,whoserateformulaislnC=-0.0096t+3.3097(C0=30mg/L).Keywords:flyash;adsorption;phenol;Mechanism;porediameterdistribution＊2009年度南京市市政设计研究院有限责任公司学术带头人基金。近年来,突发性水污染事件时有发生,对城市和农村饮用水水质安全产生严重威胁。苯酚主要来自煤气、焦化、石油化工、制药、油漆等行业,在水体中的数量仅次于石油类污染物,能产生臭味,溶于水,低浓度酚能使蛋白变性,高浓度能使蛋白沉淀。对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能[1]。世界卫生组织(1984)建议饮用水苯酚浓度阈值应低于1.0μg/L,美国EPA已把苯酚列为水体中优先控制的污染物,GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定苯酚浓度限值0.002mg/L[2]。粉煤灰是燃煤电厂的副产物,其内含有大量铝、硅等的活性氧化物,能与吸附质通过化学键结合发生化学吸附,此外,粉煤灰结构无序多孔,比表面积较大,具有良好的吸附性能。目前,粉煤灰已经广泛应用于水中有毒重金属处理,如Zn2+[3],Cd2+[4],Pb2+[5],Cu2+[6],Ni2+[7],Cr3+[8],Cr6+[9],Hg2+[9],As5+[10]等;水中无机物处理,如磷酸盐[11],氟化物[12],硼[13]等;水中有机物处理,如苯酚[14],杀虫剂[15]等。本实验利用S3500激光粒度分析仪和AutoPoreⅣ9510压汞仪分别测定粉煤灰颗粒粒径及内部孔径分布,并利用平均粒径29.06μm,孔隙率64.0686%展开吸附苯酚试验,研究此规格的粉煤灰对苯酚的吸附效果,以期进一步发展和完善粉煤灰吸附理论及机理,提高粉煤灰吸附效果。1实验部分1.1实验原料粉煤灰来自江苏正本净化节水科技实业有限公司,原料不经预处理,直接用于吸附实验;苯酚及其他化学试剂均为分析纯。1.2实验方法静态实验:在250mL的锥形瓶中,加入75mL浓度为30mg/L的模拟苯酚水溶液和一定量的粉煤灰。在常温下,以180r/min速度振荡一定时间后,过滤分离取上清液,测算苯酚的吸附量,并计算去除率,即:82DOI:10.1320