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粉煤灰吸附含氟廢水試驗(yàn)研究

文檔作者：劉曉偉文檔來源：唐山市豐南區(qū)環(huán)境保護(hù)局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月26日
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粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTⅡ。IZATIoN 2010 NO．4粉煤灰吸附含氟廢水試驗(yàn)研究 Study on the Adsorption of Fluoride Wastewater wjth Fly Ash劉曉偉(唐山市豐南區(qū)環(huán)境保護(hù)局，河北唐山063300)摘要：選用粉煤灰作為吸附劑，進(jìn)行了粉煤灰處理含氟廢水的試驗(yàn)研究，分析了初始濃度，pH值，時(shí)間以及吸附劑投加量對(duì)除氟的影響。試驗(yàn)表明：粉煤灰具有一定的除氟能力，能使含氟260mg／L的廢水除氟率達(dá)68．2％；粉煤灰對(duì)酸性含氟廢水具有一定的中和能力；粉煤灰除氟最佳反應(yīng)條件為：室溫下，水灰比為20：1，pH值為3，攪拌時(shí)間為60rain。采用該法原料價(jià)廉，容易得到，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)實(shí)現(xiàn)粉煤灰的綜合利用和含氟廢水的處理。關(guān)鍵詞：粉煤灰；含氟廢水；吸附中圖分類號(hào)：X703．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005-8249(2010)04-0031-02氟是人體必須的微量元素之一，適量的氟是維持骨骼和牙齒發(fā)育必不可少的。但長(zhǎng)期飲用高氟水則可導(dǎo)致氟斑牙，嚴(yán)重者可導(dǎo)致骨骼變形、疼痛、關(guān)節(jié)僵硬、筋腱鈣化、行走困難、以致癱瘓。目前我國(guó)仍有幾千萬人飲用高氟水，高氟水嚴(yán)重威脅著人體健康。含氟廢水傳統(tǒng)上普遍用鈣鹽沉淀法，處理時(shí)要加入氫氧化鈣和氯化鈣，處理后的水，pH高達(dá)9～12，產(chǎn)生大量污泥，設(shè)備工藝復(fù)雜，藥劑費(fèi)用高…。粉煤灰是具有一定活性的含炭的球狀細(xì)小顆粒，呈多孑L性蜂窩組織，具有很大的比表面積，化學(xué)組成和多孑L結(jié)構(gòu)使其對(duì)于水中雜質(zhì)具有一定吸附能力，在利用粉煤灰對(duì)工業(yè)廢水處理方面已做了大量的研究工作，取得了可喜的成績(jī)舊“]。合理利用粉煤灰，將其資源化具有重大意義。本文主要研究在改變各種影響因素的條件下，粉煤灰對(duì)含氟廢水的去除效率。1 粉煤灰的吸附機(jī)理粉粉煤灰能夠處理含氟廢水，是由于它有特殊的物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)，以及特殊的活性。物理吸附效果取決于粉煤灰的多孔性及其較大的比表面積；化學(xué)吸附主要是其表面具有大量的Si．0．Si鍵、AI—O—A1鍵與有一定極性的分子產(chǎn)生偶極一偶極鍵的吸附，或是陰牧稿日期：20104)4-06離子與粉煤灰中次生的帶正電荷的硅酸鋁、硅酸鈣、硅酸鐵之間形成離子交換或離子對(duì)的吸附；粉煤灰的活性對(duì)處理含氟廢水有重要的作用，它包括物理活性和化學(xué)活性兩個(gè)方面，物理活性是粉煤灰顆粒效應(yīng)、微集料效應(yīng)的總和，化學(xué)活性是指其中的可溶性二氧化硅、三氧化二鋁等成分在常溫下與水和石灰緩慢地發(fā)生化合反應(yīng)，生成不溶、安定的硅鋁酸鈣鹽的性質(zhì)，也稱火山灰活性。需要說明的是，有些粉煤灰本身含有足量f-Cao，無須再加石灰就可和水顯示該活性。因此，粉煤灰對(duì)氟的去除有著良好的效果。2試驗(yàn)2．1試驗(yàn)材料(1)粉煤灰：取自于燕山大學(xué)燃煤鍋爐的麻石水膜除塵器后，使用前，過篩去雜后烘干待用。其成分如表1。(2)氟化鈉、乙酸鈉、二水合檸檬酸鈉、硝酸鈉、鹽酸；表1 粉煤灰的主要化學(xué)成分 ／％2．2試驗(yàn)方法’配制含氟260 rnr／L、pH為3．5的廢水100 rnL，在不同的pH值下加入不同量粉煤灰，攪拌處理一定時(shí)間后，用0．45 tim的濾膜將兩相分離過濾。過濾后用·3l·萬方數(shù)據(jù)2010 NO．4粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTlLIZATIoN氟離子選擇電極法測(cè)定濾液中的含氟量，找出粉煤灰處理含氟廢水的最佳參數(shù)。3 結(jié)果與討論3．1 處理時(shí)間與氟去除率關(guān)系稱取5．0 g粉煤灰數(shù)份，分別加入到盛有100 mL含氟260 mg／L、pH值3．5的廢水中，調(diào)節(jié)pH值至3，分別攪拌20、40、60、80、100、120 min后，過濾，測(cè)定濾液含氟濃度。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。由圖l表明：攪拌60rain后，氟去除率高達(dá)68．2％。60 min后隨攪拌時(shí)間增加，氟去除率呈下降趨勢(shì)，表明此時(shí)的粉煤灰量已經(jīng)飽和。故選擇處理時(shí)間為60 rain。 圖1 處理時(shí)間與氟去除率關(guān)系3．2粉煤灰用量與氟去除率關(guān)系粉煤灰投加量與氟土除奉的關(guān)系稱取1．0,2．0、3．0A．0、 驀5．0、6．o、7．o g粉煤灰，分別蠢囂加入到100 mL含氟260囂囂吲L，pH值3．5的廢水中， 罷調(diào)節(jié)pH值至3，攪拌(50rllin，過濾，測(cè)定濾液含氟圖2量。試驗(yàn)結(jié)果見圖2。3．3 pH值與氟去除率關(guān)系稱取5．0 g粉煤灰8份，粉煤灰用量與氟去除率關(guān)系條件下，除氟效果較好，pH值為l時(shí)去除率最高，但從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，由于原水的pH值為3．5左右，故以后處理時(shí)調(diào)節(jié)pH值至3，同時(shí)表明，酸性含氟廢水經(jīng)粉煤灰處理后，pH值有3增至6，說明粉煤灰具有一定中和作用。3．4 F。濃度與氟去除率關(guān)系稱取5．09粉煤灰4份，依次加入到4份100 mL含·32·氟為200、300、400、500 mg／L，pH 3．5的廢水中，攪拌60min，過濾，取濾液測(cè)其含氟量。試驗(yàn)結(jié)果如圖4。圖4表明：當(dāng)初始F。濃度從200 mg／L上升到500 mg／L時(shí)，去除率逐漸下降，但下降幅度不明顯，說明含氟廢水濃度在200—500 mg／L范圍內(nèi)變圖4初始F‘濃度與氟去除率關(guān)系化時(shí)，對(duì)去除率的影響較小。3．5粉煤灰吸附等溫式的測(cè)定在20℃條件下，于50 mL F‘濃度分別為100、200、300、400 mg／L和500 mg／L的廢水中各加入5．0 g粉煤灰，調(diào)節(jié)pH值至3．5并振蕩吸附60min后，測(cè)其平衡濃度Ce并計(jì)算出吸附量qe，以Ce／qe為縱坐標(biāo)、Ce為橫坐標(biāo)作吸附等溫線，如圖5。50f由圖5可知在試驗(yàn)如f濃度范圍內(nèi)，Ce／qe與C．3、．30}存在很好的線性關(guān)系，表}明粉煤灰吸附F‘的行為符合Langmuir吸附模式，其吸附方程為：Ce／qe=0．2515 Ce+5．60324結(jié)論曠0……一畝……‘1。00一一盎……赫ce圖5粉煤灰吸附氟離子的等溫線(1)粉煤灰具有一定的除氟能力，能使含氟260 mg／L的廢水除氟率達(dá)68．2％。(2)粉煤灰對(duì)酸性廢水具有一定的中和能力。(3)粉煤灰除氟最佳反應(yīng)條件為：室溫下，水灰比為20：1，pH值為3，攪拌時(shí)間為60 min。參考文獻(xiàn)[1]塞漢胡爾，姚婕．粉煤灰的處理與綜合利用．內(nèi)蒙古環(huán)境保護(hù)[J]，2004，16(4)：21—23[2] 劉如芬，王淑勤，劉玉蘭．粉煤灰處理堿性工業(yè)廢水的試驗(yàn)研究[J]．電力情報(bào)，2001，(4)：20—22[3] 韓秀麗，陳穩(wěn)，王偉之．利用粉煤灰處理生活污水的試驗(yàn)研究[J]．能源環(huán)境保護(hù)，2005，19(3)：48～50[4] 相會(huì)強(qiáng)，默占江，張淑敏．粉煤灰在印染廢水處理中的應(yīng)用[J]．染料與染色，2005，42(2)：60—62萬方數(shù)據(jù)

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