【正文】 物理化學變化。 粉煤灰的排放粉 煤 灰 是 我 國 當 前 排 量 較 大 的 工 業(yè) 廢 渣 之 一 ， 中國是能源大國，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比例達到 75%，雖然這一比例總體趨于下降，但以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在較長的時間內(nèi)不會發(fā)生根本性的變化，而且國內(nèi)的電力工業(yè)是以火力發(fā)電為主，它每年耗煤 108t以上。據(jù)統(tǒng)計，1995 年粉煤灰年排放量為 10 8t，到 2022 年達到 108t，到 2022年已達到 108t 以上 [1] ，估計目前粉煤灰年排放量達 108t。粉煤灰對氨氮廢水的吸附性能研究2 粉煤灰的物理特性 粉 煤 灰 是 以 顆 粒 形 態(tài) 存 在 的 ， 且 這 些 顆 粒 的 礦 物 組 成 、 粒 徑 大 小 、 形 態(tài) 各 不 相同 。 有 的 粘 連 體 斷 開 后 ， 其 外 觀 和 性質(zhì) 與 各 種 玻 璃 球 形 體 相 同 ， 其 化 學 成 分 則 略 有 不 同 。 正 是由 于 這 些 顆 粒 各 自 組 成 上 的 變 化 ， 組 合 上 的 比 例 不 同 ， 才 直 接 影 響 到 粉 煤 灰 質(zhì) 量 的優(yōu) 劣 。 它 直 接 影 響 著 粉 煤 灰 的其 他 性 質(zhì) ， 粉 煤 灰 越 細 ， 細 粉 占 的 比 重 越 大 ， 其 活 性 也 越 大 。　 粉 煤 灰 的 基 本 物 理 性 質(zhì) ： （1） 比重 粉煤灰比重較天然土壤小，為 ，粒徑為 100um，大部分在 45um 以下。粉煤灰細度一般為 45μm 篩篩余量 1020%，或比表面積為 27003500cm2/g。大部分粉煤灰的化學組成主要包括二氧化硅(SiO 2)、氧化鋁(A1 2O3)、三氧化二鐵(Fe2 O3)、氧化鎂(MgO)、氧化鉀(K 2O)、氧化鈉 (Na2O)、氧化鈣(CaO)、硫化鐵(FeS )等等。母煤中含有硅酸鹽類粘土礦和氧化硅、黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物等礦物，而以硅酸鹽類粘土礦和氧化硅為主。粉煤灰的主要成分玻璃體蘊含有較高的化學內(nèi)能，具有良好的化學活性。粉煤灰對氨氮廢水的吸附性能研究4圖 硅或鋁氧四面體示意圖 粉煤灰對環(huán)境的危害粉煤灰是我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰不加利用或不能完全利用時必然占地堆放，堆積量越大，占地越多。因此，一方面會造成土質(zhì)堿化，破壞了土壤的生態(tài)平衡，另一方面人類的健康受到潛在威脅。（4）污染大氣。（5）潛在的放射性污染。（3）污染大氣后，粉煤灰塵埃吸入鼻咽內(nèi)，可引起肥大性鼻炎，小于 5μm 的可吸入性粉塵可沉降在肺內(nèi)，形成煤塵肺，輕者影響工作，重者可導致勞動力喪失，直至死亡，對人體健康危害極大 [2]。資源的綜合利用已逐漸成為我國的一項長期基本國策，對于資源優(yōu)化配置和可持發(fā)展都有重要意義。（2）通過分選利用其中的可利用資源粉煤灰中含有碳、鐵、鋁以及粉煤灰空心微珠等有用組分，國內(nèi)外對粉煤灰分選產(chǎn)品應用作了大量的研究工作，并在以下方面取得了一定的進展。青海橋頭電廠實業(yè)總公司粉煤灰開發(fā)公司采用長沙電冶研究院研制 YD3130021F 型粉煤灰電選脫炭機，處理燒失量在 1015%原狀灰，得到符合國家標準、燒失量在 5%以下、產(chǎn)率在 50%左右的一級粉煤灰，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。我國也進行了這方面的試驗研究，徐曉軍等利用工業(yè)欽白廢酸進行提取，研究表明該法具有較大的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益。替代率受粉煤灰中 SiO2/A12O3 以及 A12O3的比例控制，比值越大，粉煤灰作為水泥原料的使用量就越大。（4）粉煤灰應用于農(nóng)業(yè)粉煤灰顆粒細、孔隙度好，同時它還含有磷、鉀、鎂、硼、銅、錳、鈣等植物生長所必需的營養(yǎng)元素。由于粉煤灰中有未燃盡炭，且堿性較低，因而粉煤灰與生物體親和性較好，利于藻類等的繁殖，可用來營造人造漁場。本發(fā)明的方法可以做到以廢治廢，并實現(xiàn)資源化利用 [4]。粉煤灰的主要化學成份是 SiOA1 2O3，還含有大量的氧化鈣、氧化鐵，未燃盡炭等。因此，用粉煤灰作吸附劑處理廢水是一種既經(jīng)濟又相對有效的廢水處理技術(shù)。日本北海道電力公司 1990 年研究現(xiàn)用粉煤灰、石灰和石膏制成的脫硫劑性能良好，1991 年和三菱公司據(jù)此聯(lián)合開 LILAc 脫硫工藝，在煙氣處理量為 1000Nm3/h 時，在△T 為 1517℃、Ca/S 為 時，脫硫為 75%。粉煤灰對氨氮廢水的吸附性能研究8 氨氮廢水的現(xiàn)狀 氨氮廢水的來源近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，氨氮污染源越來越廣泛，大量氨氮廢水排入水體，導致我國主要河流、湖泊、水庫的水質(zhì)惡化日趨嚴重，水體富營養(yǎng)化程度日益加深，這不僅對水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，而且給城鎮(zhèn)居民飲水用水安全構(gòu)成威脅。工業(yè)生產(chǎn)過程中的氨損失造成的氨氮排放也相當驚人。同時，因為水體富營養(yǎng)化，水體表面生長著以藍藻、綠藻為優(yōu)勢種的大量水藻，形成一層“綠色浮渣” ，致使底層堆積的有機物質(zhì)在厭氧條件分解產(chǎn)生的有害氣體和一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素也會傷害魚類。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達 70%95%，主要有傳統(tǒng)硝化反硝化、短程硝化反硝化、同時硝化反硝化、厭氧氨氧化。（1）空氣吹脫法空氣吹脫法是利用水中組分的實際濃度與該組分平衡濃度之間的差異，使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除。其反應方程式為：2NH4++3HClO →N 2+3H2O=5H++3Cl此法最大的優(yōu)點是通過適當?shù)目刂?，可完全去除水中的氨氮。?）化學沉淀法化學沉淀法是通過向廢水中投加適當化學藥劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質(zhì)發(fā)生反應，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法 [11]。影響反硝化反應的主要因素有：有機碳源、溫度、pH 值及溶解氧等。（7）同步硝化反硝化同步硝化反硝化是指某些微生物在特定條件下可以同時進行硝化和反硝化，因而硝化過程和反硝化過程可以在同一反應器中、相同操作條件下同時發(fā)生。d)的條件下，上清液中的氨被轉(zhuǎn)化為 NO2產(chǎn)生的 NO3占總硝態(tài)氮的 11%。我省每年要排放大量粉煤灰，隨著我國重化工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展、用電量的增加速度大大高于 GDP 的增長速度，所以由此造成粉煤灰排放量增速很快，粉煤灰的大量堆置占用大量土地，而且嚴重污染了環(huán)境，己成為陜北主要污染之一。我國能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主，粉煤灰排放量巨大。吸附法在廢水處理中有著不可取代的作用，目前，工業(yè)上普遍使用的活性炭吸附劑價格昂貴，使吸附法廣泛應用受到限制。粉煤灰由很多具有不同結(jié)構(gòu)和形態(tài)的微粒組成，其中大多數(shù)是玻璃球體。本法最低檢出濃度為 mg/L(光度法),測定上限為 2 mg/L。表 錦界國華電廠粉煤灰成分組成（％）化學成分 含量％SiO2 A12O3 CaO Fe2O3 K2O Na2O MgO MnO ② 分析其一，原料粉煤灰中的主要化學成分為 SiO2 和 A12O3，其含量分別為%、%，總和達到 %，且 SiO2/ A12O3 值為 。 納氏試劑的配制 測定氨氮最常用的方法是納氏試劑比色法，本實驗采用紫外分光光度法測量氨氮廢水中的氨氮濃度。4H2O）溶于 100mL 水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至 100mL。 吸光度測試采用 755B 型紫外分光光度計，其原理是通過測量溶液中物質(zhì)對光的吸收程度而測量物質(zhì)含量的方法。上述不同濃度的標準溶液分別于光度計上測定的吸光度，經(jīng)扣除空白值后的測試結(jié)果列于表 。在該范圍內(nèi)，通過測定待測溶液的吸光度值即可利用標準曲線查出該溶液的氨氮濃度。用水稀釋至 100 mL,貯于聚乙烯瓶中,密塞保存。分別在濃度為 250、100 和 200 mg/L 的 50mL 氨氮水樣中加入 5 g 粉煤灰，經(jīng)攪拌振蕩后，取清液進行分析測定。根據(jù)數(shù)據(jù)畫出吸附時間與氨氮去除效率的關系曲線，如圖 所示。在室溫 25℃下，放在磁力攪拌器上振動，每隔一定時間（5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、40 min、60 min、90 min、120 min、180 min、240 min、300 min、360 min）停止振動，靜止 20 min 后過濾，取一定體積的濾液（2 份）測定 NH4+N 的濃度，分析不同吸附時間粉煤灰和活性炭對 NH4+N 的吸附量。由此表明，對于高濃度氨氮溶液，粉煤灰的吸附性能強于活性炭。 粉煤灰和活性炭對氨氮吸附機理的差異從表 （在 120~360min 內(nèi)，粉煤灰對廢水中 NH4+N 的吸附容量在 ~ mg/g 之間，活性炭的吸附容量在 ~ mg/g 之間）可以看出，粉煤灰對廢水中NH4+N 的吸附能力均強于活性炭，這可能是因為粉煤灰與活性炭吸附氨氮的機理不同。綜上所述，根據(jù)粉煤灰對氨氮的吸附機理，在一定條件下可以用粉煤灰來處理氨氮廢水，但就其吸附氨氮的最佳反應條件還有待進一步研究。（4） 粉煤灰對 NH4+N 的吸附不僅有物理吸附而且還有化學吸附。參考文獻20參考文獻[1] 趙毅，[M]. 北京，中國水利水電出版社，2022:359.[2] 李方文，吳小愛，[J].能源環(huán)境保護，2022，19(l):1921[3] 張覃，代文治，卯松，[J].礦物學報，2022，21:563566.[4] 中國專利:202210028650，20220815.[5] [J]. 粉煤灰，2022，4:2224.[6] 于鑫，劉心悅，程建光，[J].煤礦環(huán)境保護1998，12(4):1720.[7] 齊廣才，劉珍葉，李軍武，[J].延安大學學報(自然科學版) ，1999，18(4):5558.[8] 石磊，郭翠香，[J].中國資源綜合利用，2022，24(7):811.[9] 高廷耀，( 下冊)(第二版)[M].北京，高等教育出版社，1999:251253.[10] 張曦，吳為中，溫東輝，[J].環(huán)境化學，2022，22(3):166171.[11] 錢易，[M]. 北京，高等教育出版社，2022:5051.[12] 潘碌亭，趙建夫，(XOF)去除源水氨氮的實驗研究[J]. 上海環(huán)境科學(12):732734.[13] 俞本立，謝冰，[J]. 上?；ぃ?022，3l(10):13[61].[14] 李亞峰，孫鳳海，牛晚揚,[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2022，28（2）：3032.[15] 張文藝，翟建平，[J].粉煤灰綜合利用，2022，(2)：5456.[16] 楊麗芳，[J].電力建設，2022，27（3）：6870.[17] Wang F L，Alva A adsorption and desorption in sandy soils[J].Science Society 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