唐艷茹，丁 鵬，王 蒙

(長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長春130032)

用改性粉煤灰處理廢水及對其COD的測定

唐艷茹，丁 鵬，王 蒙

(長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長春130032)

由于社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化的提高，水環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。本文通過在電熱廠實(shí)地取樣粉煤灰，并用改性前后的粉煤灰分別處理兩組不同的廢水，用化學(xué)的方法測定各組廢水處理前后的COD含量，并作比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粉煤灰的改性對處理廢水環(huán)節(jié)有很大的效果提升，對粉煤灰改性的研制為廢水處理環(huán)節(jié)提供了更加高效環(huán)保的途徑，起到了保護(hù)環(huán)境的作用。

粉煤灰；改性；廢水處理；COD

粉煤灰是煤燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的細(xì)灰，是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細(xì)灰，又稱“飛灰”、“煙灰”，既是工業(yè)固體廢物的一種，又是懸浮顆粒物的主要成分[1-2]。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電力發(fā)展速度的加快，粉煤灰的產(chǎn)量還將持續(xù)增加。粉煤灰具有較強(qiáng)的吸附性能和低廉的價(jià)格，在廢水處理方面展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。但是粉煤灰的吸附容量并不高[3-6]，對其進(jìn)行正確的改性處理，使其在廢水處理應(yīng)用中有高達(dá)的效率更就顯得尤為必要。

目前，人們主要是針對粉煤灰顆粒較高的孔隙率來處理廢水，但粉煤灰的吸附容量較小，增加其投量又會導(dǎo)致污泥產(chǎn)量過多[7-8]。對粉煤灰進(jìn)行相對應(yīng)的改性處理，可以大大提高粉煤灰在廢水處理中的利用率。因此，對粉煤灰的改性是實(shí)現(xiàn)我國環(huán)境保護(hù)和低碳經(jīng)濟(jì)的良策[9-10]。本文在電熱廠實(shí)地取樣粉煤灰，并用改性前后的粉煤灰分別處理兩組不同的廢水，用化學(xué)方法測定各組廢水處理前后的COD含量，并作比較來考察改性后的粉煤灰的水處理方面的優(yōu)勢，為工業(yè)廢物利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)主要儀器：電子天平、真空干燥箱、電熱恒溫水浴鍋、馬沸爐、氣浴恒溫振蕩器、離心沉淀器、球型冷凝管、磨口錐形瓶。

實(shí)驗(yàn)主要試劑：CaO、H2SO4、重鉻酸鉀、鄰菲啰啉、FeSO4·7H2O、AgSO4、HgSO4，以上試劑均為分析純，亞甲基藍(lán)(100mg·L﹣1)。

1.2 樣品的采集與預(yù)處理

試驗(yàn)樣品及采集地點(diǎn)如表1所示。

表1 試驗(yàn)樣品及采集地點(diǎn)

2 改性粉煤灰的制取

將粉煤灰中的大塊雜質(zhì)揀選；然后將粉煤灰浸在去離子水中，于恒溫振蕩器中反復(fù)清洗，除去雜質(zhì)，清洗后的粉煤灰再放入真空干燥箱中80℃烘干。準(zhǔn)確稱取適量粉煤灰與氧化鈣按5：1的質(zhì)量配比混合均勻，放入馬沸爐600℃下焙燒1h后冷卻至室溫，磨細(xì)過200目篩；然后再加入一定量的H2SO4溶液(1：4)混勻，并在100℃恒溫水浴鍋上攪拌30min，之后靜止30min；最后將處理后的粉煤灰烘干，即制成改性粉煤灰。

2.1 原水樣中COD的測定

原水樣測定采用重鉻酸鉀滴定法[11]。

2.2 用粉煤灰處理廢水及其COD的測定

(1)準(zhǔn)確量取300ml水樣1于燒杯中，加入15g粉煤灰，振蕩2h后過濾。取過濾后20.00ml于250ml容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，超聲處理20min，取稀釋后的水樣20.00ml置于250ml磨口回流錐形瓶中，準(zhǔn)確量取10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和幾粒沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口。緩慢加入30ml硫酸-硫酸銀溶液，加熱回流2h，冷卻至室溫后，以試亞鐵靈為指示劑。硫酸亞鐵為滴定劑進(jìn)行滴定，以測量用粉煤灰處理水樣1后COD的含量。(2)準(zhǔn)確量取300ml水樣2于燒杯中，加入15g粉煤灰，連續(xù)振蕩2h后過濾。按照以上同樣的步驟，以測量用粉煤灰處理水樣2后COD的含量。

2.3 用改性粉煤灰處理廢水及其COD的測定

(1)準(zhǔn)確量取300ml水樣1于大燒杯中，加入15g改性粉煤灰，連續(xù)振蕩2h后過濾。取過濾后20.00ml于250ml容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，超聲處理20min，取稀釋后的水樣20.00ml置于250ml磨口回流錐形瓶中，準(zhǔn)確量取10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和幾粒沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口。緩慢加入30ml硫酸-硫酸銀溶液，加熱回流2h，冷卻至室溫后，以試亞鐵靈為指示劑。硫酸亞鐵為滴定劑進(jìn)行滴定，以測量用改性粉煤灰處理水樣1后COD的含量。(2)準(zhǔn)確量取300ml水樣2于大燒杯中，加入15g改性粉煤灰，連續(xù)振蕩2h后過濾。按照以上同樣的步驟，以測量用改性粉煤灰處理水樣2后COD的含量。

3 結(jié)果與討論

按照上述的實(shí)驗(yàn)方法，粉煤灰處理廢水原水樣及其COD測量結(jié)果列于表2，水樣1與水樣2在經(jīng)過粉煤灰一次處理后COD的測量結(jié)果于COD去除率如表3、表4所示。

表2 粉煤灰處理廢水原水樣及其COD測量結(jié)果

由表2可知，粉煤灰對廢水有一定的吸附能力，對生活廢水COD去除率為9.53%，對印染廢水COD的去除率僅為10.51%。

表3 改性粉煤灰處理水樣1及其COD測量結(jié)果

由表3可看出，用改性粉煤灰處理不同濃度生活廢水，改性粉煤灰對生活廢水第一次處理后,COD的去除率可達(dá)30%以上，第二次處理后的的去除率可達(dá)56.25%，第三次處理后的去除率可以達(dá)到70.36%。

由表4可看出，用改性粉煤灰處理不同濃度的實(shí)驗(yàn)室模擬印染廢水，改性粉煤灰對其第一次處理后，COD的去除率可以達(dá)到38.65%，第二次處理后COD的去除率可以達(dá)到52.84%，第三次的去除率可以達(dá)到78.79%。

表4 改性粉煤灰處理水樣2及其COD的測量結(jié)果

由以上數(shù)據(jù)可以得出，粉煤灰本身有一定的吸附性能，但是改性后的粉煤灰的吸附性能比改性前增強(qiáng)了很多，這說明改性粉煤灰具有很好的吸附能力，無論在生活污水還是工業(yè)印染廢水上對COD都有很好的去除效果，并隨著改性粉煤灰投入量的增多，對其中的COD污染物的去除效果也越好。這主要是由于粉煤灰的改性實(shí)驗(yàn)可以將粉煤灰自身內(nèi)部封閉的空穴打開，提高其孔隙率和比表面積，增加其吸附性能[12]；同時(shí)粉煤灰改性后，由于酸堿作用使之生成大量新的微小細(xì)孔，增加比表面積和孔隙率，處理廢水的效果也因此得到大幅度的提升。粉煤灰改性的方法都不繁瑣，沒有很復(fù)雜的操作流程，因此費(fèi)用也較少，是一種高效、低價(jià)的處理方法。

4 結(jié)論

本文實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,粉煤灰對環(huán)境污染物具有一定吸附能力，對粉煤灰進(jìn)行改性后，廢水中COD去除率有顯著提高，說明我們可以利用固體廢物粉煤灰進(jìn)行改性，變廢為寶，成為一種廉價(jià)、新型的環(huán)境污染治理材料，用于污水、廢水的處理，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

[1] 李亞峰，孫鳳，牛晚揚(yáng)，等.粉煤灰處理廢水的機(jī)理及應(yīng)用合金鍍層組織形貌及[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001,32(1)：51-53.

[2] 劉相才.運(yùn)用系統(tǒng)工程進(jìn)行城市污水和電廠粉煤灰綜合治理研究 [J].環(huán)境科學(xué)叢刊，1998，9(4): 48-54.

[3] 張奕，賀纓，程文濤，等.高校實(shí)驗(yàn)廢水處理及污染防治措施評價(jià)初探 [J].環(huán)境科學(xué)研究.2006，29(8): 384-351.

[4] 劉巽伯等.上海市粉煤灰應(yīng)用技術(shù)手冊 [M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1995:306-317.

[5] 高占國，華洛，鄭海金，等.粉煤灰的理化性質(zhì)及其資源化的現(xiàn)狀與展望 [J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)：2003，24(1):70-77.

[6] 楊劍虹，車福才，王定永，等.粉煤灰的理化性質(zhì)與農(nóng)業(yè)化學(xué)行為的研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1997，3(4)：341-348.

[7] 國家環(huán)保局.水和水質(zhì)監(jiān)測分析方法 [M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[8] 王永慶，石曉杰，孫川.粉煤灰的綜合利用研究現(xiàn)狀[J].廣州化工，2009，37(7)：40-42.

[9] 劉國光，劉興旺，侯杰.粉煤灰吸附性能的研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，1994，9：62-64.

[10] 李方文，魏先勛，馬淞江，等.粉煤灰改性吸附材料的研究[J].重慶環(huán)境科學(xué)，2003，25(6):82-86.

[11] 張文藝，翟建平，李琴. 粉煤灰吸附法處理污水機(jī)理[J].粉煤灰綜合利用，2006，2(3):54-56.

[12] 郭英麗，粉煤灰處理印染廢水技術(shù)研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14(5)：105-106.

Wastewater with Modified Fly Ash and Determination of its COD

TANG Yan-ru， DING Peng， WANG Meng

(Changchun Normal University,Changchun Jilin 130032,China)

Due to the rapid socio-economic development and industrialization, increased water pollution is getting worse. The project “Wastewater with Modified Fly Ash and determination of its COD” is for wastewater treatment before and after the effect of fly ash modified an inquiry contrast experiment. By the electric field sampling plant fly ash and fly ash were modified after two different wastewater treatment, COD content was measured before and after each set of chemical wastewater treatment methods, and for comparison, the experimental results show that the pulverized coal modification of gray wastewater treatment areas have great effect to improve. To carry out this task proved to develop modified fly ash provides a more efficient and environmentally friendly way for wastewater treatment sectors, played a role in protecting the environment.

pulverized fuel ash ;modified ;waste water treatment ;COD

2014-02-19

唐艷茹(1962-)，女，吉林長春人，長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院高級實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事應(yīng)用化學(xué)研究。

O661.1/X505

A

2095-7602(2014)04-0071-03