摘要：綜述了粉煤灰處理廢水的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用情況，分析討論了粉煤灰處理廢水的機(jī)理，并指出應(yīng)用中存在的問題及今后的研究方向。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；廢水處理；機(jī)理；應(yīng)用

粉煤灰是一種高分散的微細(xì)顆粒的集合體，其主要化學(xué)成分為SiO2、A1203、Fe203、CaO和未燃炭，另含有少量K、P、S、Mg等化合物和Cu、Zn等微量元素。由于粉煤灰具有較大的比表面積，粉煤灰中大量活性點(diǎn)可與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附和物理吸附，所以粉煤灰有很強(qiáng)的吸附能力，因此常被應(yīng)用于水處理領(lǐng)域中。

1 粉煤灰處理廢水的機(jī)理

粉煤灰處理廢水主要利用粉煤灰的吸附作用及絮凝沉淀和過濾作用。粉煤灰的吸附作用包括物理吸附和化學(xué)吸附。前者是指粉煤灰與吸附質(zhì)(污染物分子)間通過分子間引力產(chǎn)生吸附，這一作用由粉煤灰的多孔性及比表面積決定。后者是指粉煤灰存在大量鋁、鐵、硅等活性點(diǎn)，對水中多數(shù)帶負(fù)電的膠體微粒能進(jìn)行強(qiáng)有力的吸附，產(chǎn)生絮凝作用。再加上粉煤灰中含有助凝劑成分，如Ni、C0、As、Na、Li、Ca等，能促進(jìn)其沉降。化學(xué)吸附特點(diǎn)是選擇性強(qiáng)，通常為不可逆。在通常情況下，物理吸附和化學(xué)吸附作用同時存在，但在不同條件(pH值、溫度等)下體現(xiàn)出的優(yōu)勢不同，導(dǎo)致粉煤灰吸附性能變化。另外，由于粉煤灰是多種顆粒的機(jī)械混合物，孔隙率較大，因此，廢水通過粉煤灰時，粉煤灰也能過濾截留一部分懸浮物。粉煤灰的沉淀和過濾只能對吸附起補(bǔ)充作用，不能替代吸附的主導(dǎo)地位。

粉煤灰處理廢水的主要影響因素有以下幾個方面：(1)粉煤灰的粒徑和比表面積：粉煤灰粒徑越細(xì)、比表面積越大，處理效果越好。(2)粉煤灰的化學(xué)組分：粉煤灰中SiO 及A1 0。等活性物質(zhì)含量高，有利于化學(xué)吸附。(3)溶液的pH值：pH值直接影響處理效果，但pH值的影響結(jié)果與吸附質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。(4)溫度：國內(nèi)外研究表明，溫度越低，粉煤灰對廢水中有害物質(zhì)去除率越高。(5)吸附質(zhì)的性質(zhì)：廢水污染物質(zhì)的溶解度、分子極性、分子量大小、濃度等對處理效果有影響。分子量越大、溶解度越小，處理效果越好。

2 粉煤灰的改性

利用粉煤灰處理廢水通常先對其進(jìn)行改性處理，提高其吸附性能。目前，對粉煤灰的改性主要有酸改性法及堿改性法兩種。

2．1 粉煤灰的酸改性法

粉煤灰中加入少量硫鐵礦、氯化鈉等，在較高的溫度下用酸浸取，可以制得集物理吸附和化學(xué)混凝為一體的固液共存混凝劑，增加粉煤灰的鐵含量，進(jìn)而增強(qiáng)其絮凝作用。也可以將粉煤灰在烘箱中烘干磨細(xì)，再用鹽酸和硫酸混合處理，可以制得鋁、鐵含量較高的混凝劑。

2．2 粉煤灰的堿改性法

有三種方法可對粉煤灰進(jìn)行堿性改性：一種是將原灰與堿溶液在一定的溫度下混合改性；另一種是將粉煤灰預(yù)處理后與堿溶液混合的方法；第三種是將粉煤灰與堿焙燒熔融，使粉煤灰顆粒轉(zhuǎn)化為硅酸鹽和鋁酸鹽。

3 粉煤灰在水處理中的應(yīng)用

3．1 脫色處理

粉煤灰具有較強(qiáng)的吸附能力，對色度有很好的去除效果，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水色度的去除。李長春口 將印染紡織廢水和該廠的鍋爐水膜除塵器所除下的粉煤灰和水的混合物混在一起進(jìn)行污水處理，色度去除率高達(dá)95%。梁天民用粉煤灰代替絮凝劑對某造紙廠的廢水進(jìn)行一級處理，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同樣的廢水經(jīng)過粉煤灰處理后，透光率可達(dá)到與三氯化鋁、聚合鋁和聚合鐵處理廢水同等效果，且粉煤灰處理后的廢水無色無臭。閻存仙等口 對粉煤灰的脫色能力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，試驗(yàn)了粉煤灰對活性染料、酸性染料、直接染料、陽離子染料、疏化染料和還原染料的脫色能力，確定了脫色率為91%～99%的工藝條件，并證明了粉煤灰對染料的吸附過程與Langmuir模型吻合。

3．2 有機(jī)物的去除

粉煤灰對多種廢水中的有機(jī)物和SS均有較好的處理效果。董樹軍[4]對保定護(hù)城河的生活污水上清液進(jìn)行了吸附處理，表明粉煤灰對生活污水中的中的COD有較強(qiáng)的吸附作用，當(dāng)灰水比為1：10時，粉煤灰對該污水COD的平均去除率達(dá)86．0%。張昌鳴等 ]以粉煤灰吸附焦化廢水，處理水量1 000 th，粉煤灰用量1．747 th，焦化廢水中的COD、BOD等去除率均達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，凈化后水質(zhì)較好。

3．3 重金屬離子的去除

研究表明，粉煤灰對一些重金屬有較好的吸附效果，吸附去除率在40%～90%之間。pH值對粉煤灰吸附重金屬離子的效果有一定影響，適宜的pH值在4-7之間。薛建軍等人[6]以粉煤灰為主要成分處理含Cr3 廢水。該種水處理劑處理1 t含Cr3 30．8mgL，pH值=4．00的廢水，僅需1．5 kg就使Cr3+濃度降到1 mgL以下，去除率達(dá)97%以上。黃彪[7 等利用粉煤灰對Cr(VI)廢水進(jìn)行了凈化處理試驗(yàn)，結(jié)果表明Cr(VI)的脫除主要是粉煤灰的吸附過程，且吸附速率與廢水中Cr(VI)濃度成直線關(guān)系，吸附效果優(yōu)異。Panday E引等研究了粉煤灰對Cu 的吸附性能，發(fā)現(xiàn)在適宜條件下，粉煤灰對Cu 的去除結(jié)果十分良好。Asit K．Sen E 認(rèn)為粉煤灰對Hg(1)的吸附效果甚至比活性炭優(yōu)異，去除率可達(dá)99．99%以上。

3．4 去除氟和磷

用粉煤灰處理含氟廢水的研究報道較多。馬艷然等人[10]。用粉煤灰處理含氟廢水，可使含氟20～100mgL的原水除氟率達(dá)50%以上，而應(yīng)用粉煤灰一生石灰體系除氟可以使其含氟量降至工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)以下。粉煤灰對生活污水中的磷有一定的去除作用，去除率達(dá)60%-70%。馬志毅等人[11]采用攪拌懸浮法處理含氟酸性廢水，當(dāng)水灰比為l0時，攪拌l h可使原水氟的質(zhì)量濃度從700 mgL降至l0mgL，而且pH值也由2-3增至6～7。采用電石渣混凝一粉煤灰過濾工藝處理高濃度的含氟含磷化工廢水，使氟和磷的質(zhì)量濃度分別從140 mgL和28mgL降至10 mgL和l mgL以下[12]。

4 展望

利用粉煤灰處理廢水，可以達(dá)到以廢治廢的目的，但在實(shí)際應(yīng)用中還需有效解決以下問題：(1)處理后產(chǎn)生大量的污泥，而其中可能含有一些有毒有害物質(zhì)如重金屬離子，如不能很好地解決污泥的出路，將必然產(chǎn)生二次污染問題。(2)何進(jìn)一步提高粉煤灰的吸附性能，在較小用量下達(dá)到較好的處理效果，以盡量減少污泥量。(3)加強(qiáng)粉煤灰處理廢水的機(jī)理研究，為其廣泛應(yīng)用于廢水處理提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)
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1l 馬志毅，周鳳鳴，吳炳耀，等．用粉煤灰處理含氟廢水的研究[J]．中國環(huán)境科學(xué)，l99l，11(6)：460—463．
12 李亞峰，劉國瑞，劉仁勇．高濃度含氟含磷化工廢水處理[J]．沈陽黃金學(xué)院學(xué)報，l99r7，16(3)：23l—236． 來源：谷騰水網(wǎng) 作者: 郭方崢，劉培，王雪，張雁秋