碱改性粉煤灰对废水中铬离子吸附性能研究
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温度对废水中锯离子吸附性能的影响如图 3所 示.
图3温度对锯离子的去除率的影响 由图3可知,随着实验温度的升高，废水中锯离 子的去除率逐渐降低，当温度在25弋时，碱改性粉 煤灰对六价锯去除效率最高，达到95.2%. 25 °C为 常温，无需耗能升温或者降温.因为该吸附反应是一 个放热过程,则以常温条件作为最佳的吸附温度. 2.3振荡时间对吸附性能的影响 振荡时间对废水中锯离子吸附的影响如图 4所 示.
表1粉煤灰的化学成分组成 成分 SiOz AI2Q3 CaO F屯Q3 鸟0 SOs TiOz 险0 Mgp P2Q5 含量/% 54.97 27.38 6.06 4.55 2.5 1.46 1.1 0.62 0.54 0.48
粒径/um 图1粉煤灰粒径分布图 1.2仪器和试剂
1.2.1仪器. 实验所用仪器包括:ESJ120 - 4型电子分析天平
（沈阳龙腾电子有限公司）;THZ-032型恒温振荡器 （常州漠华有限公司）；DHG-9140型电热恒温鼓风干 燥箱（上海精宏实验设备有限公司）;HH-4型恒温水 浴锅（常州漠华有限公司）；V-1200型分光光度计 （上海美普达仪器有限公司）;200目筛（上虞华丰五 金仪器有限公司）;A21-2型pH计（深圳柯迪达电子
1实验部分
1.1原料 实验所用的粉煤灰来自四川江油某发电厂 ，其
化学成分组成如表1所示，其粒径分布图如图1所 示.从表1可知，该粉煤灰成分以SiO2,Al2O3为主，
SiO2,Al2O3为活性氧化物，这也决定了粉煤灰的活 性.由图1可知，粉煤灰粒径主要分布在6~50 之间，其中dg为2.3 yin,砥为12.4岬,曳为31.2 ym,说明粉体粒度较小，比表面积较大，吸附能力较 强.
用量为6 g/L,振荡时间为60 min时,珞离子的去除率高达99.8%.经过动力学拟合发现，碱改性粉煤灰吸附行 为符合拟二级动力学模型，属于化学吸附.
关键词：碱改性;粉煤灰;含珞废水;吸附动力学
中图分类号:X703
文献标志码:A
0引言
随着社会与经济的快速发展，电镀和冶炼行业 带来的重金属污染问题也引起了人们的广泛关注， 其中，毒性较大的锯容易进入人体细胞并对肝、肾等 内脏器官和DNA造成损伤，且在人体内蓄积具有致 癌性并可能诱发基因突变等，而受到人们的高度重 视.目前，含锯废水的处理方法有电解法、化学法、离 子交换法与吸附法等，其中，吸附法因操作简单、成 本低、可再生、处理效果好等优点得到广泛应用⑴. 相关研究表明，火力发电厂产生的粉煤灰由于具有 较大的比表面积,较好的颗粒分散性以及有效的化 学组成等特点,为其在废水中重金属的吸附奠定了 基础⑵.部分科研人员就粉煤灰对废水中锯的吸附 进行了大量的实验研究，发现改性后的粉煤灰能增 大粉煤灰孔隙率提高其吸附能力"A .事实上，由于 各地粉煤灰成分分布不一致且粉煤灰的改性不同， 即便同样的条件,其吸附效果也不尽相同.对此,本 研究选取本省范围内的粉煤灰，加入氢氧化钠溶液 进行碱改性后，探讨其pH值、温度、用量、震荡时间 对废水中锯吸附效率的影响 ，并进行动力学拟合，分 析其吸附机理.
在实验中，称取一定量的碱改性粉煤灰,加入到 100 mL含锯废水烧杯中，并用氢氧化钠和硫酸调节 水样的pH值.在一定的温度下震荡一定的时间后, 取上清液，采用GB7467 - 1987《水质六价锯的测定 二苯碳酰二腓分光光度法》中相关规定测定废水中 六价锯离子的浓度并计算其去除率.
锯离子的去除率计算公式为，
第3 8卷第2期 2019年 6月
成都大学学报(自然科学版) Journal of Chengdu University (Natured Science Edition)
Vol.38 No.2 Jun. 2019
文章编号：1004 - 5422（2019）02 - 0210 - 04
DOI：10.3969/j. issn. 1004 - 5422.2019.02.022
取100 g粉煤灰，加入3 mol/L的氢氧化钠溶液 200 rnL,在80弋下加热搅拌2 h,冷却过滤,将滤渣 用蒸懈水洗涤至中性，然后放入烘箱中在110弋下 干燥1 h,粉碎，过200目筛,制得碱改性粉煤灰. 1.3.2含珞废水配置.
本实验采用模拟的工业锯废水,其制作步骤为: 准确称取干燥后的重锯酸钾0.283 g,加水溶解后定 容于1 L容量瓶，其含锯浓度为Co = 100 mg/rnL,即 实验中锯的浓度. 1.3.3吸附实验.
ห้องสมุดไป่ตู้
碱改性粉煤灰对废水中锯离子吸附性能研究
曾丽，白露，向莹，田雪梅，郭小萱
（成都大学 建筑与土木工程学院，四川 成都 610106）
摘 要：以碱改性粉煤灰为原料对含珞废水进行吸附处理，研究单因子pH值、温度、粉煤灰的用量、震荡时间4
个因素对吸附效果的影响，并对其吸附动力学进行拟合.结果表明，当pH值为9,温度为25咒，碱改性粉煤灰
W= C°~ Cn x 100
（1）
s
式中，co为含锯废水初始浓度,mg/rnL; Cn为平衡浓
度
2结果与讨论
2.1碱改性粉煤灰用量对吸附性能的影响 碱改性粉煤灰用量对废水中锯离子吸附性能的
影响如图2所示.
6 g/L时去除率最高.此也表明,用量在6 g/L时吸附 已达到饱和.随着碱改性粉煤灰投加量的继续增大, 溶液的pH值增加,溶液中的OIT与粉煤灰中的硅 铝等沉淀，反而降低了去除率.继续增加碱改性粉煤 灰的投加量，杯中物体变得黏稠，内部粉煤灰被包 围，相当一部分粉煤灰被浪费.同时，投加太多粉煤 灰会产生大量污泥，对后续处理有较大影响.综合考 虑,碱改性粉煤灰用量为6 g/L较适宜. 2.2温度对吸附性能的影响
收稿日期：2019-01-10. 作者简介：曾 丽（1987 —）,女，博士研究生，讲师，从事固体废弃物处理与资源化利用研究.
第2期
曾 丽，等:碱改性粉煤灰对废水中珞离子吸附性能研究
・211・
有限公司）. 1.2.2试剂.
实验所用试剂包括:二苯碳酰二腓、氢氧化钠、 硫酸、重锯酸钾、丙酮及磷酸,均为分析纯，购自成都 市科龙化工试剂厂. 1.3实验步骤 1.3.1碱改性粉煤灰制备.
图3温度对锯离子的去除率的影响 由图3可知,随着实验温度的升高，废水中锯离 子的去除率逐渐降低，当温度在25弋时，碱改性粉 煤灰对六价锯去除效率最高，达到95.2%. 25 °C为 常温，无需耗能升温或者降温.因为该吸附反应是一 个放热过程,则以常温条件作为最佳的吸附温度. 2.3振荡时间对吸附性能的影响 振荡时间对废水中锯离子吸附的影响如图 4所 示.
表1粉煤灰的化学成分组成 成分 SiOz AI2Q3 CaO F屯Q3 鸟0 SOs TiOz 险0 Mgp P2Q5 含量/% 54.97 27.38 6.06 4.55 2.5 1.46 1.1 0.62 0.54 0.48
粒径/um 图1粉煤灰粒径分布图 1.2仪器和试剂
1.2.1仪器. 实验所用仪器包括:ESJ120 - 4型电子分析天平
（沈阳龙腾电子有限公司）;THZ-032型恒温振荡器 （常州漠华有限公司）；DHG-9140型电热恒温鼓风干 燥箱（上海精宏实验设备有限公司）;HH-4型恒温水 浴锅（常州漠华有限公司）；V-1200型分光光度计 （上海美普达仪器有限公司）;200目筛（上虞华丰五 金仪器有限公司）;A21-2型pH计（深圳柯迪达电子
1实验部分
1.1原料 实验所用的粉煤灰来自四川江油某发电厂 ，其
化学成分组成如表1所示，其粒径分布图如图1所 示.从表1可知，该粉煤灰成分以SiO2,Al2O3为主，
SiO2,Al2O3为活性氧化物，这也决定了粉煤灰的活 性.由图1可知，粉煤灰粒径主要分布在6~50 之间，其中dg为2.3 yin,砥为12.4岬,曳为31.2 ym,说明粉体粒度较小，比表面积较大，吸附能力较 强.
用量为6 g/L,振荡时间为60 min时,珞离子的去除率高达99.8%.经过动力学拟合发现，碱改性粉煤灰吸附行 为符合拟二级动力学模型，属于化学吸附.
关键词：碱改性;粉煤灰;含珞废水;吸附动力学
中图分类号:X703
文献标志码:A
0引言
随着社会与经济的快速发展，电镀和冶炼行业 带来的重金属污染问题也引起了人们的广泛关注， 其中，毒性较大的锯容易进入人体细胞并对肝、肾等 内脏器官和DNA造成损伤，且在人体内蓄积具有致 癌性并可能诱发基因突变等，而受到人们的高度重 视.目前，含锯废水的处理方法有电解法、化学法、离 子交换法与吸附法等，其中，吸附法因操作简单、成 本低、可再生、处理效果好等优点得到广泛应用⑴. 相关研究表明，火力发电厂产生的粉煤灰由于具有 较大的比表面积,较好的颗粒分散性以及有效的化 学组成等特点,为其在废水中重金属的吸附奠定了 基础⑵.部分科研人员就粉煤灰对废水中锯的吸附 进行了大量的实验研究，发现改性后的粉煤灰能增 大粉煤灰孔隙率提高其吸附能力"A .事实上，由于 各地粉煤灰成分分布不一致且粉煤灰的改性不同， 即便同样的条件,其吸附效果也不尽相同.对此,本 研究选取本省范围内的粉煤灰，加入氢氧化钠溶液 进行碱改性后，探讨其pH值、温度、用量、震荡时间 对废水中锯吸附效率的影响 ，并进行动力学拟合，分 析其吸附机理.
在实验中，称取一定量的碱改性粉煤灰,加入到 100 mL含锯废水烧杯中，并用氢氧化钠和硫酸调节 水样的pH值.在一定的温度下震荡一定的时间后, 取上清液，采用GB7467 - 1987《水质六价锯的测定 二苯碳酰二腓分光光度法》中相关规定测定废水中 六价锯离子的浓度并计算其去除率.
锯离子的去除率计算公式为，
第3 8卷第2期 2019年 6月
成都大学学报(自然科学版) Journal of Chengdu University (Natured Science Edition)
Vol.38 No.2 Jun. 2019
文章编号：1004 - 5422（2019）02 - 0210 - 04
DOI：10.3969/j. issn. 1004 - 5422.2019.02.022
取100 g粉煤灰，加入3 mol/L的氢氧化钠溶液 200 rnL,在80弋下加热搅拌2 h,冷却过滤,将滤渣 用蒸懈水洗涤至中性，然后放入烘箱中在110弋下 干燥1 h,粉碎，过200目筛,制得碱改性粉煤灰. 1.3.2含珞废水配置.
本实验采用模拟的工业锯废水,其制作步骤为: 准确称取干燥后的重锯酸钾0.283 g,加水溶解后定 容于1 L容量瓶，其含锯浓度为Co = 100 mg/rnL,即 实验中锯的浓度. 1.3.3吸附实验.
ห้องสมุดไป่ตู้
碱改性粉煤灰对废水中锯离子吸附性能研究
曾丽，白露，向莹，田雪梅，郭小萱
（成都大学 建筑与土木工程学院，四川 成都 610106）
摘 要：以碱改性粉煤灰为原料对含珞废水进行吸附处理，研究单因子pH值、温度、粉煤灰的用量、震荡时间4
个因素对吸附效果的影响，并对其吸附动力学进行拟合.结果表明，当pH值为9,温度为25咒，碱改性粉煤灰
W= C°~ Cn x 100
（1）
s
式中，co为含锯废水初始浓度,mg/rnL; Cn为平衡浓
度
2结果与讨论
2.1碱改性粉煤灰用量对吸附性能的影响 碱改性粉煤灰用量对废水中锯离子吸附性能的
影响如图2所示.
6 g/L时去除率最高.此也表明,用量在6 g/L时吸附 已达到饱和.随着碱改性粉煤灰投加量的继续增大, 溶液的pH值增加,溶液中的OIT与粉煤灰中的硅 铝等沉淀，反而降低了去除率.继续增加碱改性粉煤 灰的投加量，杯中物体变得黏稠，内部粉煤灰被包 围，相当一部分粉煤灰被浪费.同时，投加太多粉煤 灰会产生大量污泥，对后续处理有较大影响.综合考 虑,碱改性粉煤灰用量为6 g/L较适宜. 2.2温度对吸附性能的影响
收稿日期：2019-01-10. 作者简介：曾 丽（1987 —）,女，博士研究生，讲师，从事固体废弃物处理与资源化利用研究.
第2期
曾 丽，等:碱改性粉煤灰对废水中珞离子吸附性能研究
・211・
有限公司）. 1.2.2试剂.
实验所用试剂包括:二苯碳酰二腓、氢氧化钠、 硫酸、重锯酸钾、丙酮及磷酸,均为分析纯，购自成都 市科龙化工试剂厂. 1.3实验步骤 1.3.1碱改性粉煤灰制备.