用粉煤灰处理造纸废水的试验研究
当前水污染问题在各地已成为普遍问题。特别是城镇和工业区附近的水体污染最为严重,造成这种现象的原因除城市人口密度大、生活废水多以外，主要是来自工业废水的污染。其中造纸废水是重要的污染源之一，造纸废水不仅酸碱度高而且气味大，是水污染治理的重点。
粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的废渣，我国电力以燃煤为主，每年约有近亿吨粉煤灰排放，其中少部分（20%～30%）用于建筑、交通、土壤改良等方面，其余的大部分堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染了环境。如何将粉煤灰综合利用，是当今环境科学的重要研究课题。粉煤灰形貌是具有一定活性的球状细小颗粒，此种材料经粉磨后表面具有较高的活性，随粉磨细度的增加其活性增加，对于水中杂质具有较好的吸附性能与离子交换能力，利用粉煤灰对造纸废水进行处理材料费用低、操作方法简便、并且有利于固液分离，本实验取得了较为满意的效果。
2、实验部分
2.1 实验用材料
实验用粉煤灰取自济南电厂，其主要化学组成如表1。
表1. 粉煤灰化学组成
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实验用造纸废水取自济南造纸总厂，其水质状况见表2
表2. 造纸废水水质
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实验用盐酸、硫酸等材料均购自济南化工商店。
2.2 实验方法
将粉煤灰在烘箱内烘干，并加工成不同细度，然后用酸进行表面处理。用酸处理后的粉煤灰对造纸废水进行吸附性能实验。（1）测定不同细度的粉煤灰对废水中杂质的吸附量。（2）测定不同接触时间下、不同粉煤灰掺量下废水的固体悬浮物除去率，COD除去率、色度除去率、上清液高度变化。
3. 实验结果及分析
3.1 粉煤灰细度对吸附性能的影响
利用不同细度的粉煤灰对造纸废水中杂质进行吸附试验，单位重量粉煤灰对杂质的吸附值测试结果见表3。
表3. 粉煤灰细度对杂质吸附性能的影响
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由表3测试结果看出，颗粒较小的粉煤灰对工业废水中杂质的吸附能力较强，325目粉煤灰的吸附能力比80目粉煤灰的吸附能力高出81.3%，因此粉煤灰处理造纸废水时应尽量选用粒度较小的细灰。
3.2粉煤灰用量的影响
在不同的粉煤灰用量下，分别测定其对造纸废水处理的固体悬浮物去除率、COD去除率、色度去除率，测试结果见表4。
表4 粉煤灰用量对造纸废水处理效果的影响
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由表4结果可知，在粉煤灰用量较少时，随粉煤灰用量的增加处理效果迅速提高，当粉煤灰用量达到一定值后，杂质去除率的提高速度变缓。为保证对造纸废水的处理效果，又不致使沉淀物的量太大，选用20g/L比较合理。
3.3接触时间的影响
利用粉煤灰对造纸废水处理时，搅拌接触时间不同其处理效果不同，在不同接触时间下的处理效果见表5。在保证处理效果又提高处理效率的前提下，接触时间为15min时比较适宜。
表5接触时间对处理效果的影响
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3.4上清液高度测定
粉煤灰与造纸废水混合搅拌15min后，将混合液倒入量筒，观察上清液高度的变化，试验结果见表6。从实验结果看，用粉煤灰处理废水时沉淀物的沉淀速度非常快，这给工业化生产提供了良好的工艺条件。
表6上清液高度测量结果
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3.5处理机理分析
用粉煤灰处理废水的作用机理可从以下几个方面来考虑。第一、经处理的粉煤灰可以释放出大量的Al+3、Fe+3正离子，因此能有效降低或消除水中悬浮胶粒的z电位，使悬浮胶粒脱稳。同时，粉煤灰颗粒经酸处理后，表面形成了许多凹槽和孔洞，能吸附这些脱稳胶粒。第二、经处理后的粉煤灰混合物中含有Al2(SO4)3、FeCl3、AlCl3、Fe2(SO4)3、FeSO4、H2SiO3等多种成分。这些混凝物质中，特别是硅酸凝胶的存在，对悬浮颗粒能进行网捕，起到了有利于混凝的吸附架桥作用。另外，粉煤灰混合物中的水解物质水解可形成许多复杂的络合物，这些络合物不断缩聚反应，逐渐形成了高分子聚合物，随着缩聚反应的不断进行，聚合物的电荷不断升高，这更有利于吸附废水中悬浮的胶体杂质。第三、在混凝搅拌的过程中，粉煤灰悬浮于不断产生络合物的废水当中，由于粉煤灰的吸附性，使许多络合物和高分子聚合物将粉煤灰颗粒包裹在中间，形成了一个较大的悬浮体。当停止搅拌时，这些包含有粉煤灰颗粒的悬浮体由于容重较大会迅速的沉降，因而提高了处理效率。
4. 结束语
粉煤灰对造纸废水中杂质具有很好的吸附作用，粉煤灰的细度增加则吸附性能提高。粉煤灰经硫酸或盐酸处理后再对造纸废水处理可取得良好效果，处理效果与粉煤灰用量及接触时间等因素有关。
酸处理的粉煤灰混合物中含有Al2(SO4)3、FeCl3、H2SiO3、 AlCl3、 Fe2(SO4)3、H2SiO3等多种成份, 比普通的混凝剂更容易形成络合物及高分子聚合物。其混凝过程是电解质的脱稳凝聚作用，硅酸凝胶等高聚物的助凝作用，粉煤灰颗粒的吸附沉淀作用等综合结果。
粉煤灰对造纸废水的处理过程中，由于粉煤灰的容重较大，使得悬浮凝聚物沉淀速度很快，因此非常有利于废水处理的工业化生产。
参考文献
1、于衍真等.粉煤灰混凝剂的性能研究.环境科学学报 1998,18(4)
2、刘国光等.粉煤灰吸附性能的研究.环境科学研究 1994,7 (5)
3、马艳然等.粉煤灰处理含氟废水.水处理技术 1993,19 (6)
4、王宝贞等.水污染控制工程.高等教育出版社，1990
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