【正文】 用時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。粉煤灰的化學(xué)吸附是指粉煤灰中所含的硅酸鹽和鋁酸鹽，在構(gòu)晶過程由于離子缺陷而使得粉煤灰表面帶負(fù)電荷 [1820]，水中的 NH4+帶正電荷，它們之間可以發(fā)生強(qiáng)烈的靜電引力，使 NH4+被粉煤灰吸附。以此為思想，將粉煤灰超細(xì)化，增加其比表面積和空隙率，將會(huì)增強(qiáng)其表面反應(yīng)活性和吸附性能。感謝榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院、圖書館等單位曾給予過我關(guān)心和幫助的所有老師和同學(xué)。感謝 07 級(jí)化工（2）班所有的同學(xué)，四年來的大學(xué)學(xué)習(xí)生活我們一起度過。（4） 粉煤灰對(duì) NH4+N 的吸附不僅有物理吸附而且還有化學(xué)吸附。 粉煤灰和活性炭對(duì)氨氮吸附機(jī)理的差異從表 （在 120~360min 內(nèi)，粉煤灰對(duì)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(duì)廢水中NH4+N 的吸附能力均強(qiáng)于活性炭，這可能是因?yàn)榉勖夯遗c活性炭吸附氨氮的機(jī)理不同。在室溫 25℃下，放在磁力攪拌器上振動(dòng)，每隔一定時(shí)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(dòng)，靜止 20 min 后過濾，取一定體積的濾液（2 份）測(cè)定 NH4+N 的濃度，分析不同吸附時(shí)間粉煤灰和活性炭對(duì) NH4+N 的吸附量。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(jìn)行分析測(cè)定。在該范圍內(nèi)，通過測(cè)定待測(cè)溶液的吸光度值即可利用標(biāo)準(zhǔn)曲線查出該溶液的氨氮濃度。 吸光度測(cè)試采用 755B 型紫外分光光度計(jì)，其原理是通過測(cè)量溶液中物質(zhì)對(duì)光的吸收程度而測(cè)量物質(zhì)含量的方法。 納氏試劑的配制 測(cè)定氨氮最常用的方法是納氏試劑比色法，本實(shí)驗(yàn)采用紫外分光光度法測(cè)量氨氮廢水中的氨氮濃度。本法最低檢出濃度為 mg/L(光度法),測(cè)定上限為 2 mg/L。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(jià)格昂貴，使吸附法廣泛應(yīng)用受到限制。我省每年要排放大量粉煤灰，隨著我國(guó)重化工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、用電量的增加速度大大高于 GDP 的增長(zhǎng)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(yán)重污染了環(huán)境，己成為陜北主要污染之一。（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(shí)進(jìn)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(yīng)器中、相同操作條件下同時(shí)發(fā)生。（4）化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是通過向廢水中投加適當(dāng)化學(xué)藥劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，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]。（1）空氣吹脫法空氣吹脫法是利用水中組分的實(shí)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。同時(shí)，因?yàn)樗w富營(yíng)養(yǎng)化，水體表面生長(zhǎng)著以藍(lán)藻、綠藻為優(yōu)勢(shì)種的大量水藻，形成一層“綠色浮渣” ，致使底層堆積的有機(jī)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(huì)傷害魚類。粉煤灰對(duì)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(dǎo)致我國(guó)主要河流、湖泊、水庫(kù)的水質(zhì)惡化日趨嚴(yán)重，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度日益加深，這不僅對(duì)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。因此，用粉煤灰作吸附劑處理廢水是一種既經(jīng)濟(jì)又相對(duì)有效的廢水處理技術(shù)。本發(fā)明的方法可以做到以廢治廢，并實(shí)現(xiàn)資源化利用 [4]。（4）粉煤灰應(yīng)用于農(nóng)業(yè)粉煤灰顆粒細(xì)、孔隙度好，同時(shí)它還含有磷、鉀、鎂、硼、銅、錳、鈣等植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素。我國(guó)也進(jìn)行了這方面的試驗(yàn)研究，徐曉軍等利用工業(yè)欽白廢酸進(jìn)行提取，研究表明該法具有較大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。（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(guó)內(nèi)外對(duì)粉煤灰分選產(chǎn)品應(yīng)用作了大量的研究工作，并在以下方面取得了一定的進(jìn)展。（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(dǎo)致勞動(dòng)力喪失，直至死亡，對(duì)人體健康危害極大 [2]。（4）污染大氣。粉煤灰不加利用或不能完全利用時(shí)必然占地堆放，堆積量越大，占地越多。粉煤灰的主要成分玻璃體蘊(yùn)含有較高的化學(xué)內(nèi)能，具有良好的化學(xué)活性。大部分粉煤灰的化學(xué)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?！? 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。 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 。粉煤灰對(duì)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 。 粉煤灰的排放粉 煤 灰 是 我 國(guó) 當(dāng) 前 排 量 較 大 的 工 業(yè) 廢 渣 之 一 ， 中國(guó)是能源大國(guó)，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比例達(dá)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本性的變化，而且國(guó)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。在 鍋 爐 尾 部 引 風(fēng) 機(jī) 的 抽 氣 作 用 下 ， 含 有 大 量 灰 分 的 煙 氣 流 向 爐 尾 。粉煤灰又稱飛灰(fly ash)，一般是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細(xì)灰，是煤粉進(jìn)入13001500℃的爐膛后，在懸浮燃燒條件下先吸熱后冷卻而形成的，之后從煙道排出，被收塵器收集。因此，粉煤灰的年產(chǎn)出量十分巨大。 其 中 不 規(guī) 則 玻 璃 體 是 粉 煤 灰 中 較 多 的 顆 粒 之 一 ， 大 多 是 由 似球 和 非 球 形 的 各 種 渾 圓 度 不 同 的 粘 連 體 顆 粒 組 成 。 粉 煤 灰 的 物 理 性 質(zhì) 中 ， 細(xì) 度 和 粒 度 是 比 較 重 要 的 項(xiàng) 目 。（4） 細(xì)度 指粉煤灰顆粒的大小，常用 45μm 篩篩余量或比表面積表示。我國(guó)粉煤灰的化學(xué)組成平均值見表 表 我國(guó)粉煤灰的化學(xué)組成平均值成份 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O 燒失平均值 粉煤灰中的礦物來源于母煤。圖 為硅(或鋁)氧四面體的示意圖：圖 中的黑圓點(diǎn)代表硅(或鋁)原子，白圓圈代表氧原子。堆放的粉煤灰、懸浮于大氣中的粉煤灰降落到地面都會(huì)污染土壤，其中的有害物質(zhì)也很容易隨著滲濾液而污染地下水。而貯存于灰場(chǎng)的干燥粉煤灰，只要有四級(jí)以上的風(fēng)力，即可將表層灰粒剝離揚(yáng)棄，揚(yáng)灰高度可達(dá) 2050μm，懸浮于大氣中的粉煤灰不僅影響能見度，而且使空氣質(zhì)量顯著下降，造成污染。因此，粉煤灰的處理和利用問題引起們廣泛的注意。張覃等對(duì)貴州某地粉煤灰測(cè)定后進(jìn)行了浮條件試驗(yàn)，并對(duì)浮選產(chǎn)品進(jìn)行掃描電鏡、X 射線衍射分析，通過對(duì)粉煤灰浮選試驗(yàn)進(jìn)行單因素考察，發(fā)現(xiàn)浮選濃度、浮選藥劑用量是分選效果最重要的影響因素，浮選效果是浮選產(chǎn)品利用的關(guān)鍵 [3]。（3）粉煤灰應(yīng)用于建材和建筑行業(yè)粉煤灰在建材和建筑制品工業(yè)中的應(yīng)用是處理粉煤灰的一條重要途徑，主要應(yīng)用在以下方面：① 水泥：在水泥行業(yè)，粉煤灰主要作為水泥原料以及混合料使用，利用粉煤灰中的 SiOAl 2OFe 2O3 以粉煤灰代替粘土。同時(shí)，粉煤灰可有效地作為植物的營(yíng)養(yǎng)成份使用，在掩埋的粉煤灰上面可種植植物。粉煤灰還具有一定的除臭能力，董樹軍、張建平等人用粉煤灰處理生活污水，不僅使污水顏色由棕色變?yōu)榍宄和该?，而且無(wú)臭無(wú)味 [6][7]。粉煤灰主要用來處理一、二類廢氣。如工業(yè)部門的鋼鐵、石油化工、化肥、無(wú)機(jī)化工、玻璃制造、制藥廢水和食品工業(yè)等排放的各種濃度的氨氮廢水；日常生活中的污水、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、動(dòng)物排泄物、肉類加工和飼養(yǎng)業(yè)等產(chǎn)生的廢水也含有大量的氨氮。物理化學(xué)法主要有空氣吹脫法、折點(diǎn)氯化法、吸附法、化學(xué)沉淀法、液膜法等。榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9（2）折點(diǎn)加氮法折點(diǎn)氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水，將污水中 NH4+N 氧化成 N2的化學(xué)脫氮工藝。影響硝化反應(yīng)的主要因素有：有機(jī)碳源、污泥齡(SRT)、溶解氧(DO)、溫度、pH值、C/N 比及有害物質(zhì)的存在等。荷蘭 Delft 大學(xué)采用 SHANRONANAMMOX 工藝處理污泥消化液上清液的研究表明:在不控制 SHANRON 反應(yīng)器 pH 值、進(jìn)水總氮負(fù)荷為 (m3通過廣大科技工作者的努力，國(guó)外已經(jīng)探索出了半工業(yè)化合成的技術(shù)，可以預(yù)計(jì)距離工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)己為期不遠(yuǎn)。2 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)原理粉煤灰是燃煤熱電廠排出的廢棄物，其主要組分為 A12OSiO CaO、Fe 2O3 等(占總量的 90%左右)，同時(shí)含有少量的其他組分。 （1） 粉煤灰① 取樣 粉煤灰對(duì)氨氮廢水的吸附性能研究12選用取自錦界國(guó)華電廠采集的粉煤灰，其化學(xué)成分如表 所示。 酒石酸鉀納溶液 稱取 50g 酒石酸鉀納（KNaC 4H4O6放置 10min 后，在波長(zhǎng) 420nm 處，以水為參比，測(cè)定吸光度。另稱取7 g 碘化鉀和碘化汞(HgI 2)溶于水,然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。 吸附時(shí)間對(duì)氨氮去除率的影響在含氨氮濃度均為 100 mg/L 的 7 個(gè) 50 mL 原水樣中各加入 5 g 粉煤灰，在磁力攪粉煤灰對(duì)氨氮廢水的吸附性能研究16拌器的作用下，每隔一定時(shí)間(，1，1. 5，2，4，6，8h)取樣分析 1 次，數(shù)據(jù)如表 所示。當(dāng)氨氮濃度為 50 mg/L 時(shí)，粉煤灰的吸附容量略高于活性炭；而氨氮濃度在 200 mg/L、500 mg/L下，粉煤灰的吸附容量大于活性炭，其最大吸附量分別是活性炭吸附量的 、倍。而活性炭對(duì) NH4+N 的吸附則主要指物理吸附，即靠分子與分子間的范德華力吸附水中氨分子形式的氮 [2122]。（2） 根據(jù)粉煤灰的化學(xué)成分，選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成粘接劑，將超細(xì)粉煤灰粘結(jié)在一起，制成成型超細(xì)粉煤灰基吸附材料。感謝我的父母親和兄弟姐妹，在我求學(xué)過程中，他們給予了我太多的鼓勵(lì)和幫助，她們是我努力學(xué)習(xí)的精神源泉。在此，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師白妮表示最誠(chéng)摯的感謝!在實(shí)驗(yàn)完成過程中，王愛民老師給了我許多有益的指導(dǎo)，在此深表謝意。（3） 氨氮濃度在 120 mg/L 以下時(shí)，粉煤灰對(duì)其去除效率較高，均在 50%以上。溶液中 NH4+N 濃度越大，可供吸附的 NH4+N 較多，而