用改性粉煤灰處理廢水及對其COD的測定

唐艷茹，丁 鵬，王 蒙

(長春師范大學化學學院，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

(長春師范大學化學學院，吉林長春130032)

由于社會經濟的快速發展和工業化的提高，水環境污染越來越嚴重。本文通過在電熱廠實地取樣粉煤灰，并用改性前后的粉煤灰分別處理兩組不同的廢水，用化學的方法測定各組廢水處理前后的COD含量，并作比較。實驗結果表明，粉煤灰的改性對處理廢水環節有很大的效果提升，對粉煤灰改性的研制為廢水處理環節提供了更加高效環保的途徑，起到了保護環境的作用。

粉煤灰；改性；廢水處理；COD

粉煤灰是煤燃燒所產生的煙氣中的細灰，是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細灰，又稱“飛灰”、“煙灰”，既是工業固體廢物的一種，又是懸浮顆粒物的主要成分[1-2]。隨著經濟建設和電力發展速度的加快，粉煤灰的產量還將持續增加。粉煤灰具有較強的吸附性能和低廉的價格，在廢水處理方面展現出很好的應用前景。但是粉煤灰的吸附容量并不高[3-6]，對其進行正確的改性處理，使其在廢水處理應用中有高達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，增加其投量又會導致污泥產量過多[7-8]。對粉煤灰進行相對應的改性處理，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現我國環境保護和低碳經濟的良策[9-10]。本文在電熱廠實地取樣粉煤灰，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勢，為工業廢物利用提供科學依據。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

實驗主要儀器：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。

實驗主要試劑：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(100mg·L﹣1)。

1.2 樣品的采集與預處理

試驗樣品及采集地點如表1所示。

表1 試驗樣品及采集地點

2 改性粉煤灰的制取

將粉煤灰中的大塊雜質揀選；然后將粉煤灰浸在去離子水中，于恒溫振蕩器中反復清洗，除去雜質，清洗后的粉煤灰再放入真空干燥箱中80℃烘干。準確稱取適量粉煤灰與氧化鈣按5：1的質量配比混合均勻，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，準確量取10.00ml重鉻酸鉀標準溶液和幾粒沸石，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行滴定，以測量用粉煤灰處理水樣1后COD的含量。(2)準確量取300ml水樣2于燒杯中，加入15g粉煤灰，連續振蕩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)準確量取300ml水樣1于大燒杯中，加入15g改性粉煤灰，連續振蕩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，準確量取10.00ml重鉻酸鉀標準溶液和幾粒沸石，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行滴定，以測量用改性粉煤灰處理水樣1后COD的含量。(2)準確量取300ml水樣2于大燒杯中，加入15g改性粉煤灰，連續振蕩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 結果與討論

按照上述的實驗方法，粉煤灰處理廢水原水樣及其COD測量結果列于表2，水樣1與水樣2在經過粉煤灰一次處理后COD的測量結果于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30%以上，第二次處理后的的去除率可達56.25%，第三次處理后的去除率可以達到70.36%。

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

表4 改性粉煤灰處理水樣2及其COD的測量結果

由以上數據可以得出，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驗可以將粉煤灰自身內部封閉的空穴打開，提高其孔隙率和比表面積，增加其吸附性能[12]；同時粉煤灰改性后，由于酸堿作用使之生成大量新的微小細孔，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，沒有很復雜的操作流程，因此費用也較少，是一種高效、低價的處理方法。

4 結論

本文實驗數據表明,粉煤灰對環境污染物具有一定吸附能力，對粉煤灰進行改性后，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行改性，變廢為寶，成為一種廉價、新型的環境污染治理材料，用于污水、廢水的處理，具有一定的實用價值。

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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，長春師范大學化學學院高級實驗師，碩士，從事應用化學研究。

O661.1/X505

A

2095-7602(2014)04-0071-03