【正文】 ，研究了改性粉煤灰對含非離子表面活性劑的烷基苯酚聚氧乙烯醚（OP10）廢水處理的規(guī)律，其結果表明，以 n(HCl)∶n(H2SO4)=1∶1的混合液為改性劑改性的粉煤灰對含有OP10廢水具有良好吸附的性能，在含OP10的質量濃度為300～1800 mg/L，改性粉煤灰的質量濃度為200g/L，粉煤灰的粒徑范圍為74～83181。陳雪初等[45]將粉煤灰與NaCl在高速混合機中混合均勻后投入焙燒爐中煅燒活化，然后向焙燒后冷卻的物料中添加15％的H2SO4，最后將反應后的物料烘干磨細即可以得到混合改性的粉煤灰粉末。 混合改性有時，這幾種改性方法的混合使用能進一步的提高粉煤灰對水中污染物的去除的能力。在一定的范圍內，隨著改性粉煤灰的投量的增加脫色效果增大，而且溶液的pH值和反應時間對脫色的效果影響不大，此改性粉煤灰可以用于印染廢水的處理。經研究表明，采用PDMDAAC對粉煤灰進行了改性，其可以提高粉煤灰吸附的能力[4243]。他們在另一篇的文獻[41]中報道，分別采用四乙胺、十六烷基三甲基溴化銨、溴化十四烷基芐基二甲基銨對粉煤灰進行了改性，并且以陰離子型染料來考察對改性粉煤灰吸附的性能，其結果表明，通過這些表面活性劑的改性后的粉煤灰的吸附能力均得到了提高。胡巧開等[39]采用了HDTMA對粉煤灰進行了改性，其結果表明，使用HDTMA改性的粉煤灰對二甲酚橙吸附的去除率遠遠大于未改性的粉煤灰。最近幾年一些研究者采用了表面活性劑對粉煤灰改性進行了研究。曾經等[38]采用了A1(NO3)3溶液對粉煤灰進行了浸泡得到了改性粉煤灰，其結果表明，改性的粉煤灰對銅(Ⅱ)具有較強吸附的性能，pH值是影響吸附主要的因素，特性吸附和靜電吸附是主要吸附形式。劉發(fā)現(xiàn)等[37]采用了氯化鐵、氯化鉀和氯化鈣分別對NaOH改性后的粉煤灰進行離子的交換，分別得到了鐵、鉀和鈣改性的粉煤灰。其結果表明：若當Ca(OH)2與粉煤灰配比為1∶9時，活化溫度為500℃時，改性粉煤灰對活性艷蘭染料具有較好的脫色效果。Hsu等[28]用NaOH對粉煤灰進行改性，其結果發(fā)現(xiàn)了NaOH改性后的粉煤灰雖提高了比表面積，但是并沒有提高其吸附Cu2+的能力。Li等[24]以固態(tài)的NaOH，采用了熔融法對粉煤灰進行改性，并且用它來吸附水中的結晶紫和亞甲基藍，其結果表明，改性的粉煤灰具有更高的吸附能力，并且對結晶紫吸附的能力高于亞甲基藍。Wang等[34]以氫氧化鈉對粉煤灰進行了改性，且用它來去除溶液中染料分子和重金屬離子，研究發(fā)現(xiàn)原始和經改性的粉煤灰都能很好地去除陽離子型染料亞甲基藍和重金屬離子，但是對羅丹明B的去除效果比較差。（a）改性前（b）用NaOH改性后 改性前后粉煤灰的掃描電鏡照片[31] Woolard等[31]采用了水熱法以NaOH對粉煤灰進行了改性，其結果發(fā)現(xiàn)改性后的粉煤灰的比表面積增加了8倍，其陽離子交換能力也較原粉煤灰有所提高。在堿性的條件下粉煤灰顆粒表面上的羥基中H+還可以發(fā)生解離，而使顆粒表面部分帶有負電荷，所以廢水中帶有正電荷的金屬離子和陽離子型染料就非常容易被吸附在改性后的粉煤灰顆粒表面。 堿改性 ，若對粉煤灰進行堿改性，也能增大粉煤灰的比表面積。其結果表明，HCl的改性使粉煤灰對三種染料的吸附性能提高，并且對亞甲基藍的去除能力高于羅丹明B和結晶紫。 粉煤灰改性前后比表面積對比[2331]序號改性方法比表面積/m2朱洪濤等[32]采用鹽酸浸泡方法對粉煤灰進行了改性，研究了改性粉煤灰對模擬含鉻廢水的處理性能，其結果表明：原灰處理含鉻廢水達到吸附平衡的時間為120min，改性灰為90min。Lin等[23]將粉煤灰用1mol/L的H2SO4溶液于50℃下處理24h，然后用用蒸餾水進行多次的洗滌，然后過濾，將過濾后的粉煤灰于105℃中烘干20h，再將粉煤灰過450～700目的分離篩，最后得到硫酸改性的粉煤灰。常用的酸有HNOH2SOHCl等，其中H2SO4對粉煤灰中的Al3+浸出效果較好，HCl對粉煤灰中的Fe3+浸出效果較好。吸附劑比表面積越大，吸附效果就越好，所以經酸改性粉煤灰的吸附能力較原始粉煤灰比增強，并且經酸改處理后的粉煤灰釋放出大量的H2SiOFe3+和Al3+等成分，F(xiàn)e3+、Al3+可起到絮凝沉降作用，H2SiO3可捕收懸浮的顆粒，起混凝吸附架橋的作用[22]。粉煤灰改性的方法目前采用較多的有下面幾種。前者是由于孔穴暴露在表面，具有吸附的性能；但后者吸附的性能就很小，需用化學或物理方法打開封閉的孔穴，從而提高其孔隙率和比表面積。除此之外，廢水的pH值、反應時間和溫度、污染物的初始濃度、污染物性質、粉煤灰的活化程度及改性、粉煤灰的比表面積和粒徑、灰水比等因素也能對廢水的處理效果產生重要的影響[2021]。 中和沉淀在粉煤灰中的堿性物質可以中和酸性廢水，可以形成鐵氧絮凝體，還能吸附其它有害物沉淀。Cetin等[18]以粉煤灰為吸附劑對水中的Ni2+和Zn2+的去除性能作了調查，發(fā)現(xiàn)了吸附去除效果隨著CaO的含量增加而提高。Sarbak等[17]研究粉煤灰對亞甲基藍的吸附表明，比表面積大的粉煤灰的吸附性能比較好，并發(fā)現(xiàn)粉煤灰在吸附的過程中存在著離子交換作用。化學吸附主要是因為其表面具有大量的Si—O—Si鍵和Al—O—Al鍵，它們和具一定極性的有害分子產生了偶極偶極鍵的吸附，或者是陰離子和粉煤灰中的次生帶正電荷的硅酸鐵、硅酸鈣和硅酸鋁之間形成了離子對的吸附或離子交換[16]。 吸附因為粉煤灰中含有呈多孔性蜂窩狀組織、多孔炭粒，多孔玻璃體，比表面積比較大，同時還含有活性基團，吸附活性高，所以粉煤灰處理廢水的主要機理是吸附作用。經過研磨處理，破壞原有的粉煤灰形貌結構，使之成為粒度比較均勻的破碎多面體，可提高其比表面積，從而可以提高其表面活性。按粉煤灰的顆粒形貌可以將粉煤灰顆粒分為：炭粒、海綿狀玻璃體、玻璃微珠。[13]。但因為粉煤灰的吸附容量不高，所以對其進行改性，讓其更適于廢水的處理就顯得很必要。因為粉煤灰的獨特的物理化學特性和低廉的價格，在近年來在水處理的方面展現(xiàn)出了新的應用前景。目前我國每年所排放的粉煤灰超過了20億噸，到2020年我國的粉煤灰量將達到200億噸[7]。 粉煤灰的發(fā)展及應用粉煤灰又稱為飛灰，是燃煤電廠的粉煤燃燒所排放的廢棄物，它的粒徑在1~500181?？傮w來說印染廢水處理方法大致可分為生物法、化學法、物理法3大類：生物處理法是利用微生物酶來氧化或者還原有機物分子，通過一系列氧化、還原、水解、化合等生命活動，最終將廢水中有機物降解成簡單無機物或轉化為各種營養(yǎng)物及原生質，包括好氧生物處理法、厭氧生物處理法、厭氧好氧生物處理法、復合生物處理技術等；化學處理法是通過化學反應和傳質作用分離、回收污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物，或將其轉化為無害物質的污水處理方法，主要包括氧化法、絮凝法、電化學法等；物理處理法是通過物理作用，分離去除污水中不溶性的、呈懸浮狀態(tài)的污染物的處理方法，主要包括吸附法、膜分離技術、超聲波氣振法、高能物理法等。日本的紡織印染企業(yè)采用的處理工藝與美國相仿，但應用臭氧化處理的情況多一些。在美國，印染污水多數(shù)采用二級處理，即物化預處理與生化處理品相結合的工藝路線。同時也為生產企業(yè)節(jié)約了許多原料，增加企業(yè)的經濟效益。對含有還原染料和分散染料污水，可采用超濾技術將非水溶性染料顆粒回收使用。許多印染企業(yè)普遍將絲光工藝排放的堿液用于煮煉工序作為煮煉液，煮煉工序排放的廢堿液用于退槳工序，多次重復使用可以大大減少整個過程中排放的總堿量。 印染廢水處理方法根據(jù)紡織印染行業(yè)自身的特點，印染廢水的處理,應盡量采用重復回用和綜合利用措施，與紡織印染生產工藝改革相結合，盡量減少水\堿以及其它印染助劑的用量，對廢水中的染料，槳料進行回收。 當印染廢水流入農田時，由于其堿性大，會引起土壤鹽堿化，影響植物的生長；印染廢水中的有毒物質還會在農作物的根莖及果實中積累，影響其食用價值；印料廢水的硫酸鹽在土壤的還原作用下產生硫化氫氣體，惡化環(huán)境。有毒污染物排入水體后將消耗水中的溶解氧，危及魚類和其它水生生物的生存，破壞水的生態(tài)平衡。在日本就曾發(fā)生過鎘污染和重金屬汞而造成的痛痛病、水俁病等公害事件。廢水中的染料可以吸收光線,降低水體的透明度,大量消耗水中的氧，以至于水體缺氧，影響微生物和水生生物的生長。對汞、鉛、鉻等重金屬鹽類,用一般生化法不容易降解,所以它們在自然環(huán)境中能長期存在 ,而且能通過食物鏈的傳遞危及人類的健康。CODCr的去除與脫色有相關性，但脫色問題困難更大。但近些年來，隨著化學纖維織物的發(fā)展、仿真絲的興起和印染后續(xù)整理技術的進步，大量的鄰苯二甲酸類物質、新型助劑、PVA漿料等難以生化降解的有機污染物進入印染廢水中，使印染廢水的水質發(fā)生了巨大的變化，增加了廢水處理的難度，~12，BOD5增大到800mg/L以上，濃度由原來的數(shù)百mg/L上升到2000~3000mg/L以上，使原有處理系統(tǒng)中的CODCr去除率從70%下降到了50%左右，甚至是更低[4]。 印染廢水的水質特點印染廢水屬于含有一定量難降解物質的有機性廢水，具有水量大、有機污染物種類多、濃度高、懸浮物含量高、含有毒有害成分及色度深、堿性大等特點，是難處理的工業(yè)廢水之一[3]。其中，退漿印染廢水中的主要污染物為淀粉、聚乙烯醇及一些助劑。主要來自退漿及精煉工序所產生的毛碎、纖維及雜質；(4)由于在退漿中產生淀粉、膠、蠟等，故廢水中的BOD5值偏高；(5)印染工藝中所使用的聚乙烯醇(PVA)等化學漿料、各種染料及顏料等使廢水中的CODCr高。在精煉及染色過程中所使用的酸、堿會導致廢水的pH值偏向極端；(2)高溫廢水。生產廢水主要源于染整工段，包括退漿、精煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等。紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水之一，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。 印染廢水的具體情況印染廢水是加工棉、麻、化學纖維及其混紡產品為主的印染廠排出的廢水。粉煤灰作為燃煤電廠的粉煤燃燒所排放的廢棄物，且其質輕粒細，隨水漂浮，極易隨風飛揚，造成環(huán)境污染和水土流失，因此綜合利用粉煤灰來處理印染廢水是一種一舉兩得的治理方式，但單純利用粉煤灰做吸附劑，其吸附容量不高，所以對其進行改性，讓其更適于廢水的處理就顯得很必要。據(jù)統(tǒng)計，我國印染廢水的日排放量為3000~4000千噸，印染廠每加工100m的織物，將會產生3~5噸的印染廢水，由此而造成的生態(tài)破壞和經濟損失是不可估量的[1]。隨著后續(xù)整理技術不斷進步，大量的染料、整理劑、新型助劑等應用到印染行業(yè)上來，加大了印染廢水脫色處理的困難，其用排水量和水量也大幅度的增加。仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，使得PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質)、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其CODCr濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000~3000mg/L，從而使原有的生物處理系統(tǒng)CODCr去除率從70%下降到50%左右，甚至更低。實際上印染行業(yè)主要是以中小企業(yè)為主的競爭性的行業(yè),%,非公有制的企業(yè)占95%,大量小企業(yè)數(shù)據(jù)并沒有統(tǒng)計在內。紡織工業(yè)排放廢水中化學需氧量(CODCr),居各工業(yè)行業(yè)第四位,%。紡織工業(yè)發(fā)展的主要阻礙之一就是環(huán)保節(jié)能(低碳)問題,環(huán)保的主要問題就是廢水,而約80%紡織廢水來自于印染行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國當前印染廢水年排放量約為20億噸，位于全國工業(yè)廢水排放量的第5位。如今造成水污染的主要因素是生活污水和工業(yè)廢水。 adsorption目錄摘 要 IABSTRACT II1 前言 1 研究的目標和意義 1 印染廢水的具體情況 2 印染廢水的水質特點 3 印染廢水的危害 3 印染廢水處理方法 4 粉煤灰的發(fā)展及應用 5 粉煤灰的組成和分類 5 粉煤灰在水處理中應用作用機理 6 吸附 6 接觸絮凝 6 中和沉淀 6 過濾截留 7 粉煤灰的改性 7 酸改性 7 堿改性 9 鹽改性 11 表面活性劑改性 11 混合改性 12 粉煤灰合成沸石 132 實驗儀器與試劑 14 主要實驗儀器 14 主要實驗試劑和藥品 143 實驗步驟與方法 16 粉煤灰的改性 16 模擬印染廢水的配制與色度的測定 16 模擬印染廢水的配制 16 色度的測定 16 改性粉煤灰處理印染廢水 17 廢水的pH對色度去除率的影響 17 改性粉煤灰粒度對色度去除率的影響 18 改性粉煤灰加入量對色度去除率的影響 18 吸附溫度對色度去除率的影響 18 吸附時間對色度去除率的影響 184 實驗結果與討論 19 廢水的pH對色度去除率的影響 19 改性粉煤灰粒度對色度去除率的影響 20 改性粉煤灰加入量對色度去除率的影響 21 吸附溫度對色度去除率的影響 22 吸附等溫線 24 吸附時間對色度去除率的影響 27 吸附動力學方程 28結 論 32致 謝 33參 考 文 獻 341 前言 研究的目標和意義在工業(yè)化進程日益飛速提升的今天，經濟也隨之迅速發(fā)展，從而導致全球的環(huán)境情況也不容樂觀，污染日益嚴重，平衡也臨近崩潰的邊緣，地球上的物種每天數(shù)以百計的消失滅絕，人類賴以生存的生存環(huán)境也進行著毀滅性的變化，尤其是水環(huán)境的嚴重污染，這使行尸走肉般的人類意識到，如果再這樣下去，人類必將走向滅亡。printing and dyeing wastewater。s printing industry, the total yield of various dyes has reached 900000 tons. The printing and dyeing wastewater has currently bee one of the main sources of water pollution. Dyeing and pr