肖先舉，唐學(xué)紅，劉 慶

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140）

粉煤灰是燃煤電廠的排出物，每年排放量已達(dá)2億t以上，約60%的粉煤灰堆放在灰場(chǎng)，給環(huán)境帶來(lái)了較大的污染，因此，粉煤灰的綜合利用意義重大。粉煤灰為球狀細(xì)小顆粒，有較大的比表面積，吸附和脫色能力較強(qiáng)，這種結(jié)構(gòu)決定了其在水處理中有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)重金屬離子、有機(jī)物、色度等有很好的吸附作用。對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性后，可提高其吸附性能。

含鉻廢水是環(huán)境的主要污染物之一，對(duì)動(dòng)植物體會(huì)產(chǎn)生致畸致癌作用，其主要來(lái)源是電鍍、鉻酸洗、皮革等工業(yè)。對(duì)含鉻廢水的處理，現(xiàn)主要有三種方法：電解法、離子交換法、化學(xué)沉淀法。本文采用助熔劑Na2CO3和粉煤灰混合，在高溫下進(jìn)行改性，處理含Cr6+廢水，取得了較好的效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

粉煤灰取至徐州市某發(fā)電廠；K2Cr2O7、Na2CO3、二苯碳酰二肼。

UV-759紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，SX2-8-10箱式電阻爐等。

1.2 模擬含鉻廢水的配制

本實(shí)驗(yàn)配制的含鉻廢水濃度為50mg·L-1，用120℃干燥2h的K2Cr2O7和去離子水配制。

1.3 改性粉煤灰吸附劑的制備

取粉煤灰進(jìn)行淘洗3～4次，沉底去除上部的懸液，于干燥箱中，恒溫100℃進(jìn)行干燥。將干燥后的粉煤灰和助熔劑Na2CO3按3∶1的比例均勻混合，于馬弗爐內(nèi)，在 600、650、700、750℃進(jìn)行活化改性，時(shí)間2h，研細(xì)后制得改性粉煤灰吸附劑。

1.4 改性粉煤灰吸附劑吸附性能的測(cè)定

取模擬含鉻廢水100mL于錐形瓶中，加入一定量的改性粉煤灰，于一定溫度下振蕩吸附一定時(shí)間，離心過(guò)濾，測(cè)定Cr6+的濃度。本實(shí)驗(yàn)研究采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法二苯碳酰二肼分光光度法[1]來(lái)測(cè)Cr6+的濃度，在波長(zhǎng)540nm處測(cè)其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算Cr6+的濃度。本實(shí)驗(yàn)用對(duì)Cr6+的吸附去除率來(lái)考察改性粉煤灰的吸附效果，具體計(jì)算公式如下：η=（C0-C e）/C0*100%。C0為 Cr6+的初始濃度（mg·L-1），C e為吸附達(dá)到平衡時(shí) Cr6+的濃度（mg·L-1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平的確定

根據(jù)影響粉煤灰吸附性能的單因素實(shí)驗(yàn)研究，確定了五個(gè)主要影響因素：改性粉煤灰用量、改性溫度、吸附時(shí)間、吸附溫度、pH值，進(jìn)行正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)來(lái)研究分析研究粉煤灰的吸附效果。五個(gè)因素各選取4個(gè)水平選擇L16（45）實(shí)驗(yàn)表。根據(jù)所查資料及單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定實(shí)驗(yàn)水平見(jiàn)表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Tab.1

2.2 結(jié)果與分析

根據(jù)L16（45）正交實(shí)驗(yàn)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 L16（45）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2

對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，5個(gè)影響因素中，改性溫度對(duì)粉煤灰吸附性能的影響最大，其次是吸附溶液的pH值，再次是改性粉煤灰用量，然后是吸附時(shí)間，影響最小的是吸附的溫度。焙燒溫度在700℃時(shí)，粉煤灰對(duì)Cr6+的吸附效果較好，當(dāng)溫度在升高時(shí)，粉煤灰的吸附孔道會(huì)塌陷或堵死，使粉煤灰的吸附能力降低。pH值是影響粉煤灰的一個(gè)重要因素，在堿性環(huán)境下，粉煤灰對(duì)Cr6+的吸附能力較好，但過(guò)高也會(huì)降低吸附能力。粉煤灰的用量對(duì)其吸附能力也有較大的影響，在吸附量變化不是很大的情況下，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。本實(shí)驗(yàn)的最佳吸附方案為：①4②3③2④2⑤3。

3 結(jié)論

對(duì)粉煤灰進(jìn)行了助熔劑高溫改性，通過(guò)正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行極差分析，得出了對(duì)粉煤灰吸附性能的影響因素作用大小，得到了含Cr6+的最佳處理?xiàng)l件：改性粉煤灰用量2.5g，改性溫度700℃，吸附時(shí)間90min，吸附溫度25℃，pH值為7時(shí)，改性粉煤灰對(duì)廢水中Cr6+的去除率達(dá)到了87.6%。該方法工藝簡(jiǎn)單，達(dá)到了以廢制廢的目的，具有較好的應(yīng)用前景。

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

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