【正文】 由正交試驗(yàn)得出：在進(jìn)水濃度為 100mg/L的堿性品紅溶液中， 粉煤灰吸附處理堿性品紅的最佳投加量為 1g/L；攪拌速度為250r/min。數(shù)據(jù)見下表 313，等溫線見圖 311。 反應(yīng)時(shí)間對(duì)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 300r/min 攪拌 15min、 30min、 45min、 60min,過(guò)濾后 測(cè)其吸光度。實(shí)際上投灰量增加會(huì)導(dǎo)致污泥量增加。 過(guò)濾 分離后測(cè)其吸光度，并進(jìn)行比較 。 改性粉煤灰吸附 堿性品紅 最佳條件的確定 (1)最佳改性粉煤灰投加量的確定 分別取 100mL 濃度為 100mg/L 的 堿性品紅 溶液加入 9 個(gè) 250mL 錐形瓶中。取出冷卻，密封保存。 粉煤灰的存放不僅占用大量的土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，危害人體健康。印染廢水中分散的膠體顆粒，極性分子，細(xì)小污染物受微電場(chǎng)的作用后形成電泳，向相反電荷的電極方向移動(dòng)，聚集在電極上，形成大顆粒沉淀，從而使 COD降解。 粉煤灰的改性與應(yīng)用 粉煤灰的改性 粉煤灰改性的方法有很多：酸改性 、 堿改性 、有機(jī) 改性 、高溫活化等。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)含染料污水的脫色方法進(jìn)行了大量的研究，但由于含染料污水類別復(fù)雜，造成了治理技術(shù)上的困難，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，所以，如何脫色成為含染料污水處理的一個(gè)難題。利用粉煤灰治理印染等有機(jī)廢水不僅處理效果較好，而且還能達(dá)到以廢治廢的目標(biāo)。物理吸附效果取決于粉煤灰的多孔性及比表面積，比表面積越大，吸附效果越好，未燃炭粒對(duì)物理吸附產(chǎn)生重要影響。早在 1914年，美國(guó) Anon就發(fā)表了《煤灰火山灰特性的研究》，他首先發(fā)現(xiàn)粉煤灰中的氧化物具有火山灰的特性 [2]。粉煤灰對(duì)水中 堿性品 紅 的吸附規(guī)律可用 Langmuir 吸附等溫式較好地描述。 warming is conducive to absorption. The water alkaline fly ash on the absorption of magenta available Langmuir adsorption isotherm better description. Adsorption dynamics can Bangham and Langmuir model fitting, and the rate of absorption by the spread of process control. Keyword: fly ash, adsorption, alkaline magenta。其物理化學(xué)特性取決于煤種、制粉系統(tǒng)、鍋爐爐型、除塵器類型、除塵方式、運(yùn)行工況等多種因素，所以，不同電廠的粉煤灰性質(zhì)差異很大。由于粉煤灰是多種顆粒的混合物，孔隙率較大，廢水通過(guò)粉煤灰時(shí)，粉煤灰也能過(guò)濾截留一部分懸浮物 ,但粉煤灰的混凝沉淀和過(guò)濾只對(duì)吸附起補(bǔ)充作用 ,并不能替代吸附的主導(dǎo)地位。煤炭是我國(guó)主要燃料，火力發(fā)電也以燃煤為主。粉煤灰處理印染廢水成本低，廢水噸處理費(fèi)用為 元左右，是解決粉煤灰的合理利用極具前景的方法 .目前，用粉煤灰處理印染廢水的研究基本局限于實(shí)驗(yàn)室研究階段。在堿性條件下粉煤灰顆粒表面上的 OH 基中的 H+也可以發(fā)生解離，從而使顆粒表面部分帶負(fù)電荷，因此廢水中帶正電荷的金屬離子很容易被吸附在改性后的粉煤灰顆粒表面。這不僅造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失．也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染。 研究?jī)?nèi)容 應(yīng)用粉煤灰吸附處理 堿性品紅 染料 廢水 。依次在燒杯中投加 200mg、 400mg、 600mg、 800mg、 1000mg 的粉煤灰，將錐形瓶放 到六聯(lián)攪拌器上 ，在 300r/min 下 攪拌 30min。 過(guò)濾 后測(cè)其吸光度，并進(jìn)行比較，得出溶液的最佳反應(yīng)時(shí)間。 改性 粉煤灰 最佳活化溫度的確定 取 體積為 100ml 的 100mg/L 堿性品紅溶液，各投加 400mg250℃、 350℃、 450℃、550℃、 650℃改性粉煤灰，在六聯(lián)攪拌器上以 300r/min 速度 攪拌 30min,過(guò)濾后測(cè)其吸光度。這種先快后慢的過(guò)程，是由于當(dāng)粉煤灰剛剛加入廢水中時(shí)，粉煤灰表面和溶液中染料分子的濃度差很大，因此產(chǎn)生的吸附推動(dòng)力也很大，造成吸附剛開始一段時(shí)間進(jìn)行較快。 表 310 攪拌速度 對(duì)處理效果的影響 Table 310 stirring speed to deal with the effects 攪拌速度 (r/min) 校正 吸光度 脫色率 （％） 150 200 250 300 圖 39 攪拌速度 對(duì)吸附效果的影響 Figure 39 stirring to deal with the absorption rate 由圖 39 得知改性粉煤灰的最佳攪拌速度為 200r/min。按照表 311 中的數(shù)據(jù)作圖 ,如下 : 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 圖 312 Langmuir 吸附等溫線 Fig 312 Langmuir model at different temperature 并用 Langmuir 吸附等溫式進(jìn)行擬合， lgCe/qe=+ 從擬合結(jié)果可以看出：改性粉煤灰對(duì)水中 堿性品紅 的吸附規(guī)律可較好地用Langmuir 吸附等溫式描述。 ⑸ 實(shí)驗(yàn)證明，粉煤灰吸附堿性品紅染料溶液的熱力學(xué)可用 Langmuir 模式擬合，動(dòng)力學(xué)可用 Bangham 和 Langmuir 模式進(jìn)行擬合。本文中用內(nèi)擴(kuò)散模式進(jìn)行擬合。 ③ ―― 表示第 j列因素第 i水平的效應(yīng)，表達(dá)式為： ④ 表示第 j列因素的最大效應(yīng)與最小效應(yīng)之差，有叫做極差，其表達(dá)式： =（ ） max―（ ） min 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 ⑵ 因素主次分析 從直觀分析計(jì)算表中極差 的大小 可以判斷因素對(duì)指標(biāo)影響的主次， 越大 ，表示第 j號(hào)因素對(duì)指標(biāo)的影響越小。數(shù)據(jù)見 表 37，溫度與脫色率的關(guān)系見圖 36。 這說(shuō)明對(duì)于色度的去除，主要靠吸附作用，絮凝作用對(duì)色度去除效果不如吸附作用明顯。 過(guò)濾 后測(cè)其吸光度，并進(jìn)行比較，得出 吸附的 最佳反應(yīng) 溫度 。 將錐形瓶放到六聯(lián)攪拌器上，調(diào)整轉(zhuǎn)速 150r/min、 200r/min、250r/min、 300r/min,攪拌 30min。 (6) 吸附熱力學(xué) ： ① 吸附等溫線的測(cè)定； ② 等溫線吸附規(guī)律的數(shù)學(xué)模擬 。生物法具有占地面積小、運(yùn)行成本低、無(wú)二次 污染的優(yōu)點(diǎn)，但近年來(lái)由于化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使 PVA漿料、新型助劑等難生化降解的有機(jī)大分子進(jìn)入印染廢水，原有的生物處理系統(tǒng)由原來(lái)的 CODcr 去除率 70%降到 50%左右，甚至更低 [18]。 改性粉煤灰在處理染料廢水上的應(yīng)用 粉煤灰因其比表面積大、多孔的特點(diǎn)，對(duì)染料大分子具有一定的吸附能力，且來(lái)源廣泛，價(jià)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。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。它的化學(xué)組成和多孔性結(jié)構(gòu)使其具有一定的吸附能力。因此，粉煤灰對(duì)以大分子污染物為主的廢水表現(xiàn)出較好的吸附性能 。在相同條件下，玻璃體含量越高，粉煤灰的活性就越高。粉煤灰對(duì)印染廢水中有色物質(zhì)的吸附是固體在溶液中的吸附 ,其吸附劑、溶質(zhì)、溶劑三者極性不同對(duì)吸附量是有影響的。江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(guān)注。目前，在廢水處理中，現(xiàn)有的吸附材料價(jià)格昂貴、操作繁雜，限制了吸附材料在廢水處理中的廣泛應(yīng)用。粉煤灰由結(jié)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(zhì)量分?jǐn)?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。與活性炭相似，粉煤灰對(duì)分子量大的污染物吸附效果較好，因?yàn)榉肿恿看蠓肿娱g引力強(qiáng)，物理吸附更易進(jìn)行。 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。 (3)吸附飽和灰的最終處置 目前的實(shí)驗(yàn)研究大多只重視粉煤灰對(duì)廢水處理的效果，而對(duì)吸附飽和灰的最終處置研究的甚少。處理后的廢水在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到澄清。吸附法只對(duì)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(shí)吸附劑用量大、費(fèi)用高；而混凝法僅對(duì)疏水性染料效果明顯，而對(duì)親水性染料的脫色效果差、 COD去除率低 [17]。 (5) 通過(guò)正交 實(shí)驗(yàn) 確定各因素影響反應(yīng)的主次順序 。 (3)攪拌速度 對(duì)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(gè) 250mL 錐形瓶中，依次加入 800mg 粉煤灰。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。 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 圖 33 原灰投加量與脫色率的關(guān)系 Figure 33 relationship between original gray and Decolorization rate 由圖 33 可知在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，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。 反應(yīng)溫度對(duì)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(nèi)振蕩 1h 過(guò)濾后 測(cè)其吸光度。 例如 表示第二列因素第一水平結(jié)果之和。通常吸附階段反應(yīng)速度非?？?，總的過(guò)程速度由第一、二階段速度所控制。 ⑹ 高溫活化后的粉煤灰與未經(jīng)處理的粉煤灰對(duì)堿性品紅的脫色效果都很好 ,之間江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 區(qū)別不大。 吸附動(dòng)力學(xué) 吸附速率常數(shù)的求取 )(15 2 qqRDdtdq i ?? （ 35） 式中： D——顆粒內(nèi)有效擴(kuò)散系數(shù)；吸附速率常數(shù)的求取可以用多種吸附動(dòng)力學(xué)模式求得，本文僅用 Bangham模式和 Langmuir 模式進(jìn)行擬合。 反應(yīng)溫度對(duì)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(nèi)振蕩 1h 過(guò)濾后 測(cè)其吸光度。隨著時(shí)間的推移，粉煤灰表面和溶液中染料分子的濃度差逐漸減小，因而吸附推動(dòng)力減弱，吸附過(guò)程趨于緩慢。 數(shù)據(jù)見 表 33，改性粉煤灰活化溫度與脫色率的關(guān)系見圖 32。 (3)攪拌速度 對(duì)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(gè) 250mL 錐形瓶中，依次加入 800mg 改性 粉煤灰。 過(guò)濾 后測(cè)其吸光度，并進(jìn)行比較，得出粉煤灰的最佳投加量。主要包括： (1) 確定 堿性品紅 的最大吸收波長(zhǎng)并 做 出標(biāo)準(zhǔn)曲線。一般染料廢水的 COD 高，而 BOD和 COD值較小，可生化性差、色度高、酸堿性強(qiáng)、含鹽量高、組分復(fù)雜、毒性強(qiáng)，并且現(xiàn)在染料朝著抗光解、抗熱及抗生物氧化方向發(fā)展．從而使其處理難度加大。 適當(dāng)?shù)乜?制溫度會(huì)使粉煤灰內(nèi)部的水分被蒸干 ,分子的吸附性能更強(qiáng)，粉煤灰中的吸附性孔道隨溫度升高而增多，比表面積增大，因此吸附性能有小幅的提升；過(guò)高的溫度改變了粉煤灰的物理性質(zhì)，吸附孔道被燒得塌陷或堵死，使粉煤灰的比表面積下降，吸附能力下降，脫色能力也隨之降低。如果要應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐，還有幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題急待解決： (1)如何提高粉煤灰