銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
脫硫灰是一種硅鋁酸鹽物質(zhì)，屬于燃煤火力發(fā)電廠產(chǎn)生的固體廢棄物，由火電廠產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過脫硫而得，其主要成分為氧化鋁和二氧化硅。從微觀構(gòu)造上來看，脫硫灰內(nèi)部呈現(xiàn)多孔蜂窩構(gòu)造，因而脫硫灰能夠經(jīng)過吸附作用除去水中雜質(zhì)。從化學(xué)反響方面來看，由于脫硫灰內(nèi)主要成分為氧化鋁和二氧化硅，以及鈣和鐵的氧化物，例如CaO，因此脫硫灰的化學(xué)反響活性較強(qiáng)，其遇酸后能夠產(chǎn)生Al3+，Ca2+等陽離子，并與液體中的陰離子分離生成不溶性鹽而析出，進(jìn)而凈化廢水。綜合來說，脫硫灰可經(jīng)過物理化學(xué)吸附處置廢水。但是，將脫硫灰直接作為水處置混凝劑投入應(yīng)用時，處置的效果尚未到達(dá)理想情況。為進(jìn)一步提升脫硫灰在工業(yè)廢水處理中的處置效率，本研討以電廠脫硫灰為原料，并運(yùn)用硫酸與鹽酸對其實(shí)施改性處置，最后經(jīng)過實(shí)驗(yàn)考證改性后的脫硫灰處置磷化廢水的才能。
1、實(shí)驗(yàn)過程及辦法
1.1 實(shí)驗(yàn)用資料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)用脫硫灰
取自電廠粉煤灰經(jīng)添加加劑配比后作為電廠煙氣凈化后的脫硫劑，即脫硫灰，其化學(xué)組成見下表1。
從上表可看出，該脫硫灰中，SiO2與Al2O3的總含量大于60%，這兩種物質(zhì)是水處置中混凝劑的主要成份。
1.1.2 改性脫硫灰的制備
改性用試劑A：硫酸，1mol/L;試劑B：鹽酸，1mol/L;分別將100g粒狀脫硫灰磨細(xì)至200目后參加到500mL各類酸溶液中，然后在室溫下以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min，將過濾后的脫硫灰烘干作為水處置藥劑。
1.1.3 實(shí)驗(yàn)用水樣
取自某公司磷化廢水，其水質(zhì)如表2所示。
1.2 實(shí)驗(yàn)辦法
向磷化廢水中投加一定量的改性脫硫灰，調(diào)理pH值，先快速攪(200r/min)10min，再慢速攪(100r/min)15min，然后靜置30min，取上清液測定在700nm波優(yōu)點(diǎn)的吸光度值，并得出磷酸鹽濃度。
2、除磷效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1 硫酸改性脫硫灰除磷實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)中分別向六只燒杯中投加不同量的粉狀硫酸改性脫硫灰，以相同攪拌強(qiáng)度在六聯(lián)定時攪拌器上攪拌、反響，其結(jié)果見下表3和圖1所示。
從上實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠看出，用硫酸改性后的脫硫灰對磷化廢水除磷效果顯著，隨著脫硫灰投加量的增加，磷酸鹽的去除率隨之提升。當(dāng)投加量到達(dá)10g/L時，其去除率到達(dá)94%以上，出水磷酸根濃度為0.72mg/L，當(dāng)再增加投加量時，去除效果提升幅度較小。因而，脫硫灰投加量取10g/L為宜。
2.2 鹽酸改性脫硫灰除磷實(shí)驗(yàn)
采用鹽酸改性后的脫硫灰作混凝劑，其他實(shí)驗(yàn)過程同上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4和圖2。
從上圖表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，采用鹽酸改性后的脫硫灰作混凝劑，其凈水趨向與硫酸不同，隨著脫硫灰投加量的增加，開端反響效果較好，去除率呈升高態(tài)勢，當(dāng)投加量為15g/L時，處置出水中的PO43-濃度為0.65mg/L，去除率為95%。當(dāng)投加量處于15～50g/L時，出水PO43-濃度隨投加質(zhì)變化不明顯。當(dāng)投加量到達(dá)50g/L以上時，隨投加量增加，出水PO43-濃度反而有所升高。綜上所述，最佳投量在15g/L較適宜。
2.3 對色度的去除效果實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)中分別采用硫酸和鹽酸改性后的脫硫灰作混凝劑實(shí)施脫色實(shí)驗(yàn)研討，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果見圖3所示。其中A代表硫酸改性脫硫灰，B代表鹽酸改性后脫硫灰。
水樣pH值為8時不同改性后的脫硫灰對磷化廢水色度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，兩種改性脫硫灰均具有較高的脫色效率。上圖3結(jié)果標(biāo)明，兩種脫硫灰對色度的去除效率都隨其投加量的變化而變化，當(dāng)脫硫灰投量較少(≤10g/L)時，脫色效率隨脫硫灰投量增加疾速提升;A型在投加量為20g/L時，其脫色效率可接近90%，而B型脫色效率到達(dá)90%時，其投加量至少要到達(dá)40g/L，隨后當(dāng)再增加投藥量時對色度去除奉獻(xiàn)不大。由此可見，A型脫色效果優(yōu)于B型，故脫硫灰投量以20～40g/L為宜。關(guān)于其他類水質(zhì)，需做現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以肯定其投加量。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析
上述實(shí)驗(yàn)顯現(xiàn)，改性后的脫硫灰對磷化廢水的除磷、脫色具有較好的效果，其作用機(jī)理主要有以下幾個方面：
(1)脫硫灰產(chǎn)生及制造過程與活性炭類似，故其比外表積較大、外表能高，且存在著許多鋁、硅等活性點(diǎn)，如Si-O-Si鍵、Al-O-Al鍵與具有一定極性的有害分子產(chǎn)生偶極-偶極鍵的吸附，脫硫灰中次生的帶正電荷的硅酸鋁、硅酸鈣和硅酸鐵與PO43-和發(fā)色基團(tuán)等陰離子之間可構(gòu)成離子交流或離子對的吸附，因而具有較強(qiáng)的吸附才能。
(2)脫硫灰中(SiO2+Al2O3)總含量大于60%，其中的硅鋁成分能與廢水中的有害物質(zhì)作用使其絮凝沉淀，與脫硫灰構(gòu)成吸附-絮凝沉淀協(xié)同作用。
(3)改性脫硫灰是在酸性條件下制備的，故溶出的Ca2+離子可以與PO43-生成沉淀。此外，用酸性活化后的脫硫灰中還含有Al2(SO4)3、FeCl3、AlCl3、Fe2(SO4)3、H2SiO3等成分，其中Al3+、Fe3+等都能構(gòu)成多核羥基絡(luò)合離子，它對PO43-離子有吸附和絡(luò)協(xié)作用，對水中的懸浮物具有一定的脫穩(wěn)作用，而聚硅酸的橋連網(wǎng)捕可將細(xì)小的膠粒匯集成大的絮團(tuán)或礬花而疾速沉降。
綜上所述，改性脫硫灰的除磷、脫色是電解質(zhì)的脫穩(wěn)凝聚作用、硅酸凝膠等高聚物的助凝作用以及脫硫灰顆粒的吸附、沉淀作用等協(xié)同作用結(jié)果。
4、結(jié)論
本研討運(yùn)用硫酸與鹽酸對脫硫灰實(shí)施改性處置，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)考證了改性后的脫硫灰處置磷化廢水的才能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，向磷化廢水中添加10g/L經(jīng)過硫酸改性處置后的脫硫灰，廢水中磷酸鹽的去除率即到達(dá)94%以上，出水PO43-濃度為0.72mg/L，向磷化廢水中添加15g/L鹽酸改性處置后的脫硫灰，廢水中磷酸鹽的去除率即到達(dá)95%以上，處置后的廢水中PO43-濃度為0.65mg/L。兩種改性辦法得到的改性脫硫灰均對磷化廢水中的磷酸鹽有較強(qiáng)的處置才能。同時，由于脫硫灰為燃煤火電廠產(chǎn)生的固體廢棄物，獲取本錢較低，因而，該種改性脫硫灰在處置磷化廢水中，有較大的工程應(yīng)用價值。
