PDMDAAC改性高炉渣处理印染废水的研究

PDMDAAC改性高炉渣处理印染废水的研究（精选3篇）

PDMDAAC改性高炉渣处理印染废水的研究 篇1

阳离子PDMDAAC改性粉煤灰处理印染废水的试验研究

摘要：采用高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)对粉煤灰进行改性,并利用改性粉煤灰、原状粉煤灰(FA)、PDMDAAC对印染废水进行混凝脱色试验.在最佳的试验条件下,PDMDAAC改性粉煤灰对废水的脱色率高达87.4%以上.作 者：邓书平 牟淑杰 Deng Shuping Mou Shujie 作者单位：辽宁石油化工大学职业技术学院,辽宁抚顺,113001期 刊：粉煤灰综合利用 ISTIC Journal：FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION年，卷(期)：2008,(4)分类号：X703.1关键词：改性粉煤灰 PDMDAAC 脱色 印染废水

PDMDAAC改性高炉渣处理印染废水的研究 篇2

1 试验部分

1.1 试验仪器与药品

试验仪器: ES120—4电子天平(沈阳龙腾电子称量仪器有限公司);7230G可见光分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);pHS—25型pH计(上海雷磁仪器厂);78—1型磁力加热搅拌器(杭州仪表电机厂);202—1型电热干燥箱(黄骅市航天仪器厂);TGL—160G台式离心机(上海安亭科学仪器厂)。

试验中用到的药品有:H2SO4、HCl、K2Cr2O7 、(NH4)2Fe(SO4)2、AgSO4、HgSO4、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB),均为分析纯。

酸性橙染料Ⅱ(工业品),粉煤灰来自本地电厂。

1.2 试验方案

1.2.1 酸改性粉煤灰的制备

将2 mol/L的HCl溶液和2 mol/L的H2SO4溶液按不同体积比(1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4)混合,然后取一定量的粉煤灰加入已配制的混酸溶液中,室温下搅拌30 min,过滤烘干,制得混酸改性粉煤灰。

1.2.2 CTMAB改性粉煤灰的制备

配制一系列不同浓度(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/L)的CTMAB溶液,取一定量的粉煤灰加入已配制的CTMAB溶液中,30 ℃下搅拌6 h,过滤烘干,制得CTMAB改性粉煤灰。

1.3 分析及计算方法

用分光光度法测定水样的色度,用重铬酸钾法测定水样的COD。根据处理前后水样色度及COD的变化计算去除率。

2 实验结果与讨论

2.1 粉煤灰改性条件的确定

2.1.1 HCl ∶H2SO4的体积比对粉煤灰改性的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入250 mL锥形瓶中,分别加入1.0 g酸改性后的粉煤灰,磁力搅拌一段时间后离心分离,取其上清液测吸光度。

实验结果如图1所示,当HCl ∶H2SO4(体积比,后同)=1∶3时色度去除率最大,达到70.1%。粉煤灰经硫酸和盐酸处理后,其中的铝、铁、硅均可被较好地溶出,这部分带正电荷的离子,不仅能起到中和悬浮胶粒电位的作用,还能与废水中的有机质形成高分子聚合物。随着缩聚反应的不断进行,聚合物的电荷会不断增加,最终使胶体脱稳凝聚以活性硅

酸的形式从粉煤灰中溶出,对混凝过程的助凝起较大的作用。粉煤灰经酸处理后,表面变得粗糙,并产生了空洞,增加了粉煤灰颗粒的比表面积,比表面积越大吸附效果就越好,吸附能力就越强[5]。因此,本实验选取HCl ∶H2SO4=1∶3。

2.1.2 CTMAB浓度对粉煤灰改性的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入250mL锥形瓶中,分别加入1.0 g CTMAB改性的粉煤灰,磁力搅拌一段时间后离心分离,取其上清液测吸光度。

实验表明,在CTMAB的质量浓度为1.5 g/L时,色度去除效果最佳,色度去除率达到87.5%(图2)是因为溶液浓度较低时,吸附能力与溶液平

衡浓度成正比,随着浓度的增加吸附能力也增加,当浓度增大到一定值时,达到饱和吸附,吸附量不再随浓度的增大而增大。所以,改性用CTMAB的最佳质量浓度为1.5 g/L。

2.2 改性粉煤灰对酸性橙模拟废水吸附效果的影响

2.2.1 粉煤灰投加量对吸附效果的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入200 mL烧杯中,调节pH=2,然后分别加入不同用量的不同改性剂改性的粉煤灰,室温下磁力搅拌30 min,然后离心分离,取上清液测其吸光度和COD,实验结果见图3、 4。

实验表明,粉煤灰的投加量较低时色度和COD的去除率显著增加,且CTMAB改性粉煤灰的效果要优于酸改性。对于50 mL染料废水,在粉煤灰的投加量为1.2 g时,色度和COD的去除率分别达到78.5%、70%,投加量在1.2 g以后增加缓慢。从经济角度考虑,粉煤灰的最佳投加量应该为1.2 g。

2.2.2 初始pH对吸附效果的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入200 mL烧杯中,调节不同的pH,然后分别加入1.2 g不同改性剂改性的粉煤灰,室温下磁力搅拌30 min,然后离心分离,取上清液测其吸光度和COD(图5、 6)。

由图5、6可知,CTMAB改性对色度和COD的去除率随pH的增大而减小,这是因为在强酸条件下粉煤灰内部封闭孔道被打开,粉煤灰的比表面积增大,使其对染料的吸附性能增强[6]。酸改性粉煤灰对色度和COD的去除率随pH的增加而增加,这是因为pH值等于10时,粉煤灰表面吸附了大量羟基离子,与染料中的 OH-, SO2-3, NH-3或 COO-等发生氢键联结,增强了粉煤灰对染料分子的吸附能力。pH值继续增大,染料在水溶液中都以阴离子形式存在,一方面OH-和染料阴离子在粉煤灰表面竞争吸附,另一方面由于粉煤灰表面带有大量负电荷,产生了静电斥力,妨碍了染料阴离子吸附[7]。综合来说,在碱性条件下,酸改性的处理效果比CTMAB改性的处理效果稍好一些,而在酸性条件下,CTMAB改性处理后的脱色率和COD去除率远远大于酸改性,所以本文采用CTMAB改性。对于CTMAB改性来说,当pH在2左右时脱色率和COD的去除率最大分别为90.3%、78.5%。因此,最佳pH值是2。

2.2.3 反应时间对吸附效果的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入200 mL烧杯中,调节pH=2,然后分别加入1.2 g不同改性剂改性的粉煤灰,室温下磁力搅拌一段时间,然后离心分离,取上清液测其吸光度和COD。

实验结果表明,随着反应时间的增加,色度和COD的去除率也增加,且CTMAB改性后的处理效果要优于酸改性后的处理效果。对于CTMAB改性而言,当反应时间为30 min时,色度和COD去除率达到最大为86.3%、71.6%。反应时间超过30 min,脱色率和COD的去除率基本不变(图7、8)。所以反应的最佳时间是30 min。

2.2.4 温度对吸附效果的影响

取若干份50 mL 200 mg/L的酸性橙模拟废水放入200 mL烧杯中,调节pH=2,然后分别加入1.2 g不同改性剂改性的粉煤灰,在不同的温度下磁力搅拌30 min,然后离心分离,取上清液测其吸光度和COD(图9、 10)。

由图9、10可知,脱色率和COD去除率随温度的增加先有少许增加然后下降,当温度为20~30 ℃时,脱色率和COD去除率达到最大。这是因为温度升高,粉煤灰获得吸附活化能从而增强吸附能力。吸附在给定温度下一般自发进行,因此吸附过程的吉布斯函数变△G<0,而吸附质被吸附后其自由度下降,因而吸附过程的熵变△S < 0。根据热力学公式△G =△H-T△S可知,吸附过程放热[8]。因此,温度升高又对吸附过程不利。所以反应的最佳温度是20~30 ℃。

3 结论

(1) 粉煤灰具有很强的吸附性能,对印染废水有极好的脱色效果,对粉煤灰改性后可大大提高其对印染废水的脱色效果。

(2) 用1.5 g/L的CTMAB溶液改性后的粉煤灰处理酸性橙模拟废水,对于50 mL模拟废水,在粉煤灰投加量为1.2 g,pH为2,温度为20~30 ℃,反应时间为30 min时是最佳反应条件。

(3) 综合比较不同的改性剂改性的粉煤灰,CTMAB改性后的处理效果优于酸改性后的处理效果,实验研究表明,粉煤灰的投加量、反应时间、温度以及pH对脱色率的影响较大。

摘要：用酸(硫酸+盐酸)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对粉煤灰进行改性,并用改性后的粉煤灰对酸性橙模拟废水进行脱色处理。通过比较改性粉煤灰对模拟废水的处理效果,确定较优的改性方法和最佳反应条件。实验结果表明,在酸性条件下CTMAB改性粉煤灰对模拟废水的处理效果优于酸改性的粉煤灰。对于50 mL酸性橙模拟废水,在CTMAB改性粉煤灰的投加量为1.2 g、pH为2、温度为20～30℃、吸附时间为30 min时,脱色率和COD去除率分别达到90.3%、78.5%。

关键词：改性粉煤灰,吸附,酸性橙,CTMAB

参考文献

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[4]刘永娟,刘立娟,张治红.改性粉煤灰处理氨氮废水实验研究[J].能源环境保护,2010,24(4):16-24.

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PDMDAAC改性高炉渣处理印染废水的研究 篇3

关键词：氧化钙，改性粉煤灰，甲基橙溶 液；搅拌

中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）05-0161-02

我国火力发电厂年产粉煤灰量达到亿吨以上，大量未被充分利用的粉煤灰被当作固体废弃物堆放在灰场，不仅造成了土地的浪费，更重要的是导致了空气和地下水的不同程度污染，破坏了生态环境。粉煤灰由于表面结构致密，使其直接使用时投放量大、效率低，因此限制了其在水处理中的大规模应用。实验证明，对粉煤灰进行不同类型的改性可改善或提高其吸附性能。

染料是人们生活中必需的化工产品。最早采用直接染料印染棉布，酸性染料印染羊毛等。随着化学纤维工业的发展，大量新型染料随之产生，如印染化纤产品的分散染料、阳离子染料等，种类越来越多，应用也广，因而染料生产及印染行业产生的染料废水已成为工业废水处理中的难点。

本项目在对粉煤灰进行改性的基础上，将其用于染料废水的处理，这不仅是废水资源化利用的有效途径，同时也能达到以废治废的目的。

1实验部分

①仪器与试剂。仪器：PHS-3C型数字酸度计；恒温干燥箱； HANGPING JA5003型电子分析天平；78HW-1型恒温磁力搅拌器；分光光度计。试剂：氧化钙；甲基橙；去离子水；氢氧化钠溶液；稀盐酸；粉煤灰。

②改性粉煤灰的制备。准确称量100 g粉煤灰，将其和1 mol/L的CaO溶液按固液比1g∶10 mL混合，在室温下搅拌3 h，静置沉淀30 min，抽滤，在90℃下烘干1 h，过100目筛，制得改性粉煤灰。

③改性粉煤灰吸附工段。验测定甲基橙溶液的最大吸收波长和最大吸收波长下使其吸光度在0.4～0.6之间的甲基橙溶液的浓度。在室温下，取50ml0.05% g/L的甲基橙溶液，加入适量的改性粉煤灰，调pH值，在磁力搅拌器上搅拌后沉淀，过滤，滤液用分光光度计测定其吸光度。在此过程中，考察改性粉煤灰的用量，甲基橙溶液的pH值，搅拌时间3个因素对甲基橙溶液去除率的影响。

2结果与讨论

改性粉煤灰吸附工段最佳运行条件的确定包括以下几个方面。

①改性粉煤灰的用量对去除率的影响。取50 mL甲基橙溶液 5份，分别加入0.4 g、0.7 g、1.0g 、1.3 g、1.6 g的改性粉煤灰，搅拌27 min，过滤，测滤液的吸光度。考察改性粉煤灰的用量对去除率的影响，结果如图1所示。由图1可以看出，随着改性粉煤灰的用量增大，去除率也在增大，当用量达到1.0 g时，去除率达到最大值76.61%。继续增大改性粉煤灰的投放量，去除率反而减小，所以选择改性粉煤灰的用量为1.0 g。

②搅拌时间对去除率的影响。取50 ml甲基橙溶液 5份，各加入1.0 g改性粉煤灰，常温下分别搅拌20 min，25min，30 min，35 min，40 min，过滤后，取清液测定处理后甲基橙溶液，测其吸光度，结果如图2所示。由图2可以看出，最佳搅拌时间在25 min至30 min中。在此范围内，缩小时间梯度（以2 min为间隔），重复试验，结果如图3所示。从图3中可以看出，27 min去除率为最大值，但是31 min至35 min，去除率在缓慢增大，为了提高试验效率，所以最佳搅拌时间为27 min。

③甲基橙溶液的pH值对去除率的影响。取50mL甲基橙溶液 5份，分别将其pH值调至3、4、5、6、7、8，再各加入1.0g改性粉煤灰，常温下搅拌27min，过滤，测其滤液的吸光度。甲基橙溶液的pH值对去除率的影响如图4所示。由图4可以看出，当pH值达到4以后吸附能力迅速下降，去除率逐渐降低。故选择pH值为4的时候，去除率最大。

3结语

实验采用CaO改性粉煤灰的方法，用甲基橙溶液代替印染废水，进行改性粉煤灰处理印染废水的研究。通过试验结果分析，可以得出以下结论：改性粉煤灰吸附甲基橙溶液的最佳运行条件为：改性粉煤灰的用量为1.0 g，pH为4，搅拌时间为27 min。在此条件下，COD去除率可达80.12%。

参考文献：

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