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【分享交流】采用改性粉煤灰对电厂脱硫废水中

2019-09-09 18:16 作者:百家乐网站官网

  ✔燃煤电厂烟气脱硫废水含盐量高,水质构成繁杂,治理难度大,回用艰苦,是限造电厂废水零排放完毕的合节身分之一。

  粉煤灰是火电厂的燃煤副产物,数目重大、容易得回,可用于对脱硫废水的治理。探讨显示,粉煤灰是一种很有前程的低本钱吸附剂,可用于去除种种污染物。粉煤灰也许较好地固化Cl-,紧要是由于其拥有较大比表面积与特别布局,粉煤灰与水化产品对Cl-可产生物理吸附,水化铝酸钙与Cl-响应天生化合物“费氏盐”对Cl-有化学固化效力。仍旧出现粉煤灰对高浓度含Cl-废水中的Cl-有肯定的吸附去除效力,使脱硫废水中Cl-消重至能够轮回应用的秤谌,完毕脱硫废水零排放,但单元体积的水用灰量较大,因而笔者探讨了粉煤灰的改性举措以期抬高粉煤灰对Cl-的去除才智,并探讨了响应影响身分,考虑了去除机造,为采用粉煤灰以废治废、推动脱硫废水零排放经过供给参考。

  采撷了江苏常熟电厂的两种粉煤灰,辞别是粗灰产物(粒径20~200μm)和细灰产物(粒径幼于20μm)。将粉煤灰用蒸馏水洗涤整洁,于105℃要求下烘干,放入干燥器备用。紧要仪器筑立:TCL-SL型马弗炉,河北豪威电气筑立科技有限公司;BS124S型电子天平,德国Sartorius公司;DHG-9140A型数显胀风干燥箱,上海严紧实行筑立公司;pHS-3C型pH计,上海虹益公司;WHY-2型恒温振荡器,江苏金坛大地自愿化仪器厂。

  模仿电厂脱硫废水配造实行用水:悬浮物质料浓度为10g/L,Cl-质料浓度为10~40g/L,pH4~6。采用硝酸银溶液滴定法解析Cl-浓度。

  实行采取了焙烧改性、超声波改性、碱改性、酸改性等改性举措对粉煤灰举行改性。

  (1)焙烧改性:将粉煤灰与氧化钙按质料比为1∶1平均羼杂,正在马弗炉顶用800℃的高温煅烧3h,冷却后取出,放入干燥器备用。

  (2)超声波改性:将粉煤灰与水羼杂配造粉煤灰悬浮液,并置于(25±2)℃、振荡频率为100%超声波仪中,超声振荡60min,过滤后正在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出,放入干燥器备用。

  (3)碱改性:配造10%的NaOH溶液,参加粉煤灰,搅拌平均,振荡30min,过滤后正在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出,放入干燥器备用。

  (4)酸改性:配造1+1的硫酸,参加粉煤灰,搅拌平均,振荡30min,过滤后正在烘箱中于(105±2)℃烘干后取出,放入干燥器备用。

  采用静态吸附实行,取100mL模仿脱硫废水到250mL的具塞锥形瓶中,参加肯定量的改性粉煤灰,将具塞锥形瓶放入10~50℃的恒温水浴振荡器中以150r/min的转速恒温振荡肯定的光阴,然后甩手,将脱硫废水静置一段光阴后过滤,取清液测定Cl-的含量,实行从粉煤灰的投加量、振荡光阴、Cl-的初始浓度、振荡水温、废水pH等身分来参观粉煤灰对Cl-的吸附去除功能。

  数据举行吸附等温线和吸附动力学探讨,来考虑改性粉煤灰去除脱硫废水中Cl-的流程和机造。

  当废水中Cl-初始质料浓度为15g/L时,投加改性粉煤灰1g于100mL废水中,正在40℃的水浴中恒温振荡2h后举行过滤,测得脱硫废水中Cl-去除率见表1。

  由表1可见,对脱硫废水中Cl-去除恶果最好的改性举措为:焙烧改性法(粉煤灰与氧化钙质料比为1∶1),Cl-去除率可达50%以上,因而正在后续的吸附要求影响身分实行中均采用该改性粉煤灰举行。

  当废水中Cl-初始质料浓度为15g/L时,辞别投加0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4g改性粉煤灰于100mL废水中,水浴恒温40℃振荡2h后举行过滤。图1所示为差别粉煤灰投加量对脱硫废水中Cl-去除率的影响。

  由图1能够看到,跟着改性粉煤灰投加量的推广,去除率不时增大,当投加质料浓度为10g/L时粗灰和细灰的去除率辞别到达52.4%和50.1%,而当投加质料浓度接连增大到14g/L时,去除率不再增大,这或者是由于水中Cl-的浓度消重后,浓度梯度不再彰着,扩散通量靠拢于0,改性粉煤灰对Cl-的吸附到达均衡。能够看到无论是运用粗灰照旧细灰,脱硫废水中的Cl-质料浓度均能够降到7.5g/L以下,较为适合接纳至脱硫体例举行再应用。

  当Cl-初始质料浓度为15g/L时,参加1g粉煤灰到100mL脱硫废水中,设定振荡光阴辞别为0.5、1、2、3、4、5h,振荡温度为40℃。图2所示为差别振荡光阴对脱硫废水中Cl-去除率的影响。

  从图2能够看出,跟着振荡光阴的推广,Cl-的去除率总的趋向先推广后减幼,正在2h时到达最大,2h自此,去除率趋于稳定消重之势,耽误吸附光阴并倒霉于去除Cl-,究其来因为正在吸附到达最大值后再正在此温度下举行几次振荡,吸附正在粉煤灰上的Cl-容易解吸出来再回到溶液中。因而正在此要求下对Cl-最佳的吸附振荡光阴为2h。

  取1g粉煤灰,辞别进入Cl-初始质料浓度为10、15、20、25、30、40g/L的100mL脱硫废水中,水浴恒温振荡2h,振荡温度为40℃。图3所示为差别的Cl-初始浓度对脱硫废水中Cl-去除率的影响。

  由图3能够看出,跟着Cl-初始浓度的增大,粉煤灰对Cl-的去除率全部出现略上升再渐渐消重的趋向。这是由于粉煤灰中含有的活性吸附位点肯定,废水中Cl-浓度与粉煤灰上吸附的Cl-浓度之差是吸附响应的促进力,当Cl-初始质料浓度为10g/L,促进力相对较幼,Cl-相对难以霸占较多吸附点位,因而去除率稍低,当Cl-初始浓度接连增大,促进力加强,Cl-不时霸占活性吸附点位,去除率增大,正在Cl-初始质料浓度为15g/L时,Cl-的去除率到达最大。但跟着吸附位点到达饱和,吸附率又开头渐渐减幼。

  辞别参加1g改性粗灰与细灰于Cl-初始质料浓度为15g/L的废水中,辞别正在10、20、30、40、50℃水浴中恒温振荡2h,甩手后举行过滤。结果解释,跟着振荡温度的升高,Cl-的去除率出现先降后升再消重的趋向,当温度为40℃时,去除率到达最大值。这或者是由于,当温度较低正在10~20℃时,吸附紧要以物理吸附为主,升高温度容易脱附,因而去除率消重;当温度正在20~40℃时,化学吸附效力加强,吸附点位活性加强,去除率升高;而当振荡温度接连上升,分子热运动热烈,容易解吸吸附颗粒,倒霉于吸附的举行,去除率消重。勾结现实使用,可正在40℃的要求下举行振荡吸附。

  配造Cl-初始质料浓度为15g/L的废水,医治废水pH为2、3、4、5、6、7、8、9、10,辞别参加1g改性粗灰与细灰到100mL脱硫废水中,设定振荡光阴为2h,振荡温度40℃。结果解释,当废水pH为2~9时,改性粗灰对水中Cl-的去除率支持正在高位,比拟稳定,当废水pH为10时,去除率开头消重;而改性细灰去除率正在废水pH为2~6时支持正在高位,当pH为7~10时,去除率消重了一个平台。总体而言,抬高废水pH倒霉于去除Cl-,细灰和粗灰的分歧或者是由于两者内部孔道的巨细和布局分歧导致细灰更容易受pH影响。当pH正在4~6时,改性粗灰和细灰对水中Cl-的去除率正在高位维系稳定,该周围也正好是脱硫废秤谌常的pH周围,因而正在现实使用时,能够不医治废水的pH就能得回较高的去除率。

  3吸附等温线℃的要求下,对改性粉煤灰吸附去除水中Cl-的数据采用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程举行线性解析和弧线拟合。结果解释,改性粉煤灰吸附水中Cl-的吸附等温线与Langmuir等温方程拟合度较高(粗灰和细灰的线),而不太相符Freundlich等温方程(粗灰和细灰的线),因而吸从属于单分子层吸附。通过阴谋能够获得粗灰和细灰的单分子层饱和吸附量辞别为370.37、322.58mg/g,证明其对水中Cl-的吸附容量很高。

  正在温度40℃的要求下,应用吸附光阴对Cl-去除率影响的实行数据来对动力学数值qe、qt举行阴谋,然后辞别按微粒内扩散方程、准一级、准二级动力学方程举行线h时粗灰和细灰对含Cl-废水的吸附辞别到达了最大吸附量,证明此吸附到达均衡的流程较慢。改性粉煤灰对含Cl-废水的吸附动力学特质与准二级动力学方程较为相符(R2辞别为0.8814、0.8413),粗灰的k2=-0.0078,qe=400.00mg/g,细灰的k2=-0.0075,qe=333.33mg/g。

  由吸附等温线和吸附动力学方程能够看到,改性粉煤灰正在去除废水中Cl-的流程中吸附起到了肯定的效力,属于单分子层吸附,饱和吸附容量大,吸附速率较慢。但通过方程推导的单分子层饱和吸附量辞别为370.37、322.58mg/g,低于最佳要求下最大去除率(粗灰52.4%,细灰50.1%)和Cl-去除量(粗灰786mg/g、细灰753mg/g),证明尚有其他去除机造正在阐发效力,或者包罗其他化学响应、絮凝重淀、结晶析出等机造的合伙效力,有待于进一步探讨。

  (1)掺杂氧化钙焙烧改性得回的改性粉煤灰对高浓度含Cl-废水中Cl-的去除恶果最佳,该改性粉煤灰的投加量、振荡光阴、Cl-的初始浓度、振荡水温、废水pH对去除率都形成了肯定的影响。最佳粉煤灰投加质料浓度为10g/L,最佳水浴恒温振荡光阴为2h,最佳Cl-初始质料浓度为15g/L,最佳振荡温度为40℃,pH正在4~6,改性粗灰和细灰对含Cl-废水的最大去除率辞别到达了52.4%、50.1%。

  (2)改性粉煤灰正在去除含Cl-废水的流程中吸附起到了肯定的效力,吸附相符Langmuir吸附等温方程,属于单分子层吸附。粗灰和细灰对含Cl-废水中Cl-的最大吸附量辞别为370.37、322.58mg/g,吸附流程较慢,动力学特质相符准二级动力学方程。其他去除机造也正在阐发效力,或者包罗其他化学响应、絮凝重淀、结晶析出等机造的合伙效力。

  (3)用改性粉煤灰治理高浓度含Cl-废水为电厂脱硫废水零排放供给了新思绪,它能以废治废,且工艺简易、本钱低廉,拥有优良的使用远景,有待于进一步举行中试实行,以完毕工业化,推动我国燃煤电厂脱硫废水零排放经过。

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