【正文】 式中： D——顆粒內有效擴散系數(shù)；吸附速率常數(shù)的求取可以用多種吸附動力學模式求得，本文僅用 Bangham模式和 Langmuir 模式進行擬合。此外 ， 由于堿性品紅與堿發(fā)生化學反應褪色明顯，故不將 pH 作為優(yōu)化因素考慮。 ⑹ 高溫活化后的粉煤灰與未經(jīng)處理的粉煤灰對堿性品紅的脫色效果都很好 ,之間江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 29 區(qū)別不大。升高溫度可以提高脫色率。通常吸附階段反應速度非常快，總的過程速度由第一、二階段速度所控制。本文僅用 Langmuir 吸附等溫式進行擬合。 例如 表示第二列因素第一水平結果之和。 表 39 反應時間 對處理效果的影響 Table 39 reaction time to deal with the effects 時間 (min) 校正 吸光度 脫色率 （％） 15 30 45 60 圖 38 反應時間 對吸附效果的影響 Figure 38 Reaction time＇ s effects of the adsorption 江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 20 由圖 38 得知改性粉煤灰的最佳反應時間為 30min。 反應溫度對處理效果的影響 取 體積 為 100ml 的 100mg/L 堿性品紅溶液 ， 各投加 800mg 粉煤灰，控制溫度 25℃、35℃、 45℃、 55℃、 65℃，在恒溫振蕩器內振蕩 1h 過濾后 測其吸光度。 反應時間對處理效果的影響 取 體積 為 100ml 的 100mg/L 堿性品紅溶液 ， 各投加 800mg 粉煤灰， 在六聯(lián)攪拌器上以 300r/min 速度 攪拌 15min、 30min、 45min、 60min,過濾后 測其吸光度。 表 34 粉煤灰最佳投加量的確定 Determination of the optimum adding amount of fly ash 粉煤灰量（ mg） 校正 吸光度 脫色率 （ %） 200 400 600 800 1000 江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 15 圖 33 原灰投加量與脫色率的關系 Figure 33 relationship between original gray and Decolorization rate 由圖 33 可知在實驗范圍內，隨粉煤灰投加量的逐漸增加， 堿性品紅 染料溶液的去 脫色 率漸漸增大。故實驗時均在波長550nm 下測定吸光度。將錐形瓶放入恒溫振蕩水槽中，分別在 25℃ 、 35℃ 、 45℃ 、 55℃ 、65℃ 下振蕩 1h。 過濾 后測其吸光度，并進行比較，得出粉煤灰的最佳投加量。 (3)攪拌速度 對處理效果的影響 分別取 100mL 濃度為 100mg/L 的 堿性品紅 溶液加入 4 個 250mL 錐形瓶中，依次加入 800mg 粉煤灰。依次在燒杯中投加 400mg 活化溫度為 250℃、 350℃、 450℃、 550℃、 650℃ 的 改性 粉煤灰，江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 10 將錐形瓶放 到六聯(lián)攪拌器上 ，在 300r/min 下 攪拌 30min。 (5) 通過正交 實驗 確定各因素影響反應的主次順序 。 目前，用粉煤灰處理染料廢水的研究基本局限于實驗室研究階段。吸附法只對親水性染料作用明顯，并且易受水中懸浮物染料和油脂的影響而失效，同時吸附劑用量大、費用高；而混凝法僅對疏水性染料效果明顯，而對親水性染料的脫色效果差、 COD去除率低 [17]。然而，在染料生產(chǎn)過程中。處理后的廢水在較短的時間內達到澄清。同時經(jīng)酸處理的粉煤灰顆粒表面形成許多凹槽和孔洞，能加強吸附這些脫穩(wěn)的膠體顆粒。 (3)吸附飽和灰的最終處置 目前的實驗研究大多只重視粉煤灰對廢水處理的效果，而對吸附飽和灰的最終處置研究的甚少。粉煤灰的堆積不僅占用大量土地，而且還會給周圍環(huán)境造成巨大污染，破壞生態(tài)平衡。 粉煤灰的主要成分是二氧化硅和三氧化二鋁，是一種具有不規(guī)則多孔的微粒，比表面積較大，具有一定的吸附能力，在染料廢水處理方面有較大的潛力。 粉煤灰吸附處理染料廢水的影響因素主要有：粉煤灰的投加量、溶液的 pH 值、反應時間、溫度等。與活性炭相似，粉煤灰對分子量大的污染物吸附效果較好，因為分子量大分子間引力強，物理吸附更易進行。在酸性條件下，陰離子可與粉煤灰中帶正電的硅酸鋁、硅酸鈣和硅酸鐵之間形成離子交換或離子對的吸附。粉煤灰由結晶體、玻璃體和少量未燃炭組成，鋁硅玻璃體 (氧化硅與氧化鋁總質量分數(shù)大于 60%)是粉煤灰的主要成分，也是決定粉煤灰活性的主要因素。燃煤電廠將煤磨成 300um以下的煤粉，用預熱空氣噴入爐膛懸浮燃燒，產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)收塵裝置捕集而得到粉煤灰 (或稱飛灰 )。目前，在廢水處理中，現(xiàn)有的吸附材料價格昂貴、操作繁雜，限制了吸附材料在廢水處理中的廣泛應用。 關鍵字 ： 粉煤灰；吸附； 堿性品紅 ；動力學；熱力學 江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) II Abstract At present, the fly ash dye adsorption treatment of waste water has caused widespread concern. Using fly ash waste water treatment can reduce the color dyes can remove COD. The experimental high temperature activation fly ash magenta dye absorption alkaline waste water treatment. Experimental Study of the dosage of fly ash, mixing speed, reaction time, temperature on the effects of absorption, measured the temperature of 35 ℃ adsorption isotherms and adsorption dynamics and thermodynamics models were discussed. Experimental results show that activation of the best temperature for 350 ℃ , the best fly ash dosage to 800 mg。江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) I 摘 要 目前，粉煤灰吸附處理染料廢水的研究已經(jīng)引起了廣泛的關注。 best value for the stirring speed 250 r / min。粉煤灰對印染廢水中有色物質的吸附是固體在溶液中的吸附 ,其吸附劑、溶質、溶劑三者極性不同對吸附量是有影響的。少數(shù)煤粉燃燒時因碰撞而戮結成塊沉積于爐底成為底灰。在相同條件下，玻璃體含量越高，粉煤灰的活性就越高。粉煤灰中的 SiO Al2Si0 NaAlSi04與金屬陽離子也可發(fā)生離子交換。因此，粉煤灰對以大分子污染物為主的廢水表現(xiàn)出較好的吸附性能 。 粉煤灰吸附處理 染料 廢水技術 的現(xiàn)狀 我國是染料生產(chǎn)大國，已形成 ll 大類共 600 多個品種的規(guī)模，到 20xx 年，年產(chǎn)量超過 210 8t。它的化學組成和多孔性結構使其具有一定的吸附能力。據(jù) 不完全統(tǒng)計 [810]，目前歐美發(fā)達國家粉煤灰的利用率已高達 70%80%，而我國的利用率大約在 30%40%。吸附飽和灰不能任意棄置，否則經(jīng)雨水淋溶可能造成土壤和水體的污染。常用作改性的酸有 H2SO HCL等。 改性粉煤灰在處理染料廢水上的應用 粉煤灰因其比表面積大、多孔的特點，對染料大分子具有一定的吸附能力，且來源廣泛，價格低廉，因而在印染廢水處理方面有較大的潛力，但未經(jīng)改性的粉煤灰脫色能力有限。每生產(chǎn) lt染料，將有 2%的產(chǎn)品隨廢水流失。生物法具有占地面積小、運行成本低、無二次 污染的優(yōu)點，但近年來由于化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術的進步，使 PVA漿料、新型助劑等難生化降解的有機大分子進入印染廢水，原有的生物處理系統(tǒng)由原來的 CODcr 去除率 70%降到 50%左右，甚至更低 [18]。要應用于工業(yè)實踐則還需要進一步加強對粉煤灰處理廢水的過程機理及反應動力學等理論的研究，并解決好如何提高粉煤灰的吸附容量、粉煤灰改性方法的研究、灰水分離，以及吸附飽和灰的最終處置等問題。 (6) 吸附熱力學 ： ① 吸附等溫線的測定； ② 等溫線吸附規(guī)律的數(shù)學模擬 。 過濾 后測其吸光度，并進行比較，得出粉煤灰的最佳 活化 溫度 。 將錐形瓶放到六聯(lián)攪拌器上，調整轉速 150r/min、 200r/min、250r/min、 300r/min,攪拌 30min。 (2)反應時間對處理效果的影響 取 4個錐形瓶，分別加入 100ml 濃度為 100mg/L 的 堿性品紅溶液 ，依次加入 800mg江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 11 改性 粉煤灰。 過濾 后測其吸光度，并進行比較，得出 吸附的 最佳反應 溫度 。 標準曲線的繪制 配 制 標準溶液的濃度及其吸光度所測數(shù)據(jù)見 表 32，標準曲線圖見圖 31。 這說明對于色度的去除，主要靠吸附作用，絮凝作用對色度去除效果不如吸附作用明顯。數(shù)據(jù)見下表 35，攪拌時間與脫色率的關系見圖 34。數(shù)據(jù)見 表 37，溫度與脫色率的關系見圖 36。 攪拌速度 對處理效果的影響 取 體積 為 100ml的 100mg/L 堿性品紅溶液 ， 各投加 800mg 改性粉煤灰， 在六聯(lián)攪拌器上以 150r/min、 200r/min、 250r/min、 300r/min 的速度 攪拌 30min,過濾后 測其吸光度。 ③ ―― 表示第 j列因素第 i水平的效應，表達式為： ④ 表示第 j列因素的最大效應與最小效應之差，有叫做極差，其表達式： =（ ） max―（ ） min 江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 23 ⑵ 因素主次分析 從直觀分析計算表中極差 的大小 可以判斷因素對指標影響的主次， 越大 ，表示第 j號因素對指標的影響越小。 Langmuir等溫吸附模型的數(shù)學表達式為： eee bcbcqq ??1 0 （ 31） 式（ 33）可轉化為下面的線性形式： 001 qcbqqc eee ?? （ 32） 根據(jù)吸附平衡實驗數(shù)據(jù)，按式（ 32）作圖得一條直線，其斜率和截距求出 q0 和b 的值。本文中用內擴散模式進行擬合。 ⑶ 粉煤灰的最佳活化溫度為 350℃，此溫度處理過的粉煤灰對堿性品紅的脫色效果最好。 ⑸ 實驗證明，粉煤灰吸附堿性品紅染料溶液的熱力學可用 Langmuir 模式擬合，動力學可用 Bangham 和 Langmuir 模式進行擬合。 圖 315 內擴散模式擬合結果 Fig． 315 the fitted result of the adsorption dynamics by inner dispersion model 結論 ⑴ 由于堿性品紅溶解度低的關系，本實驗配制的溶液的最大濃度為 100mg/L。按照表 311 中的數(shù)據(jù)作圖 ,如下 : 江蘇科技大學畢業(yè)設計 (論文 ) 25 圖 312 Langmuir 吸附等溫線 Fig 312 Langmuir model at different temperature 并用 Langmuir 吸