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摘要：据相关调查统计数据结果显示，我国平均每年大约要排放1.3亿吨左右的粉煤灰，虽然对它的利用率在40%以上，但仍然有近7.8亿吨的粉煤灰被排入到贮灰厂或是江河湖海等水体当中，由此对自然生态环境造成了一定的破坏。目前，粉煤灰多被用于建材生产、修路等方面，随着研究的不断深入，粉煤灰在废水处理中的作用随之显现。基于此点，本文首先简要阐述了粉煤灰及其处理废水的基本原理，在此基础上对粉煤灰在各种废水处理中的应用进行论述。
关键词：粉煤灰；废水；处理
1粉煤灰及其处理废水的基本原理
1.1粉煤灰的性质
粉煤灰是高温条件下煤燃烧后的产物，其实质是二次人工成矿的过程，并且形成过程较为特殊。粉煤灰属于松散型固体集合物，以富铝玻璃体为主要形式，其构成元素包括：铝、硅、镁、钙等元素的氧化物；由微量元素、稀有元素构成的细小颗粒；煤燃烧不完全产生的炭粒，这些炭粒呈黑色不透明的物理状态，且形状不规则，通常为空心玻璃球状、海绵状，约占炭粒总质量的30%-80%，比表面为2500-5000 /g。在粉煤灰的玻璃状颗粒中，存在着一些微小气泡和活性通道，这些气泡和通道夹杂在颗粒的不规则缝隙中，从而导致粉煤灰表面呈现出多孔结构，能够达到60%-70%的孔隙率。此外，由于粉煤灰具备比表面积大的特点，所以粉煤灰的表面活性良好，呈现出未饱和状态。在粉煤灰的微粒中还含有具备交换特性的物质，如沸石、活性炭等，这些物质与硅、铝等元素混合在一起，使粉煤灰拥有良好的物理与化学吸附能力。
1.2处理废水的原理
在高温燃烧的条件下，煤经过熔融、冷却等过程生成粉煤灰，使得粉煤灰具备表面积大、孔隙多、粒度细等特点，并且粉煤灰拥有活性基因，主要通过自身的物质构成发挥吸附作用，这种吸附作用既包括物理吸附，又包括化学吸附。
2粉煤灰在各种废水处理中的应用
2.1在造纸废水处理中的应用
造纸生产中产生的废水对水环境的污染程度十分严重，在造纸废水中含有大量难以降解的有机污染物，如卤代烃类物质，并且废水污染色度大、COD浓度高。在以往的废水处理中，采用含铝絮凝剂去除造纸废水中的有机污染物，但是却会生成Al3+产物，造成二次污染，若饮用会对人体造成严重伤害。而利用氯化氢改性后的粉煤灰进行造纸废水处理，能够促使COD去除率达到81.5%以上，符合国家规定的造纸废水排放标准。除此之外，在造纸废水处理中也可以利用硫酸活化后的粉煤灰进行处理，大幅度提升粉煤灰的吸附能力，从而达到良好的处理效果。通常情况下，硫酸使用的浓度越高，越能够激活粉煤灰的炭化性，提高粉煤灰的吸附率。若造纸废水中的COD浓度过高，则可采用Fenton 氧化与改性处理后的粉煤灰相结合的方式进行废水处理，从而保证处理后的水质达标。
2.2在含油废水处理中的应用
在水体污染中，含油废水的污染程度较高，这是因为含油废水会阻止空气中的氧气溶于水中，严重降低水体溶解氧的能力，最终导致水中的动物窒息死亡。由于直接利用粉煤灰处理含油废水的效果欠佳，所以可对粉煤灰进行改性处理，从而提高处理效果。如，可经过三氯化铝、三氯化铁对粉煤灰进行处理，改善亲油性和疏水性，从而能够达到96%以上的除油率，这种含油废水处理方式符合一级排放标准。通过改性处理的粉煤灰具备絮凝、吸附、过滤、截留的作用。
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2.3在印染废水处理中的应用
粉煤灰对染料大分子的吸附性较强，在印染废水的处理中具有显著效果。由于粉煤灰的脱色能力十分有限，所以可对粉煤灰进行改性处理，进一步提高粉煤灰的絮凝能力、吸附能力以及脱色能力。如，在粉煤灰改性处理中使用酸作为改性材料，能够增加粉煤灰的饱和吸附量，将脱色率提升达到96%；使用石灰作为改性材料，能够破坏粉煤灰的玻璃态结构和表现保护膜层，释放粉煤灰中可溶性物质的活性，提高粉煤灰的吸附能力，从而使其对印染废水的脱色率达到99.4%。由此可以看出，对粉煤灰进行酸碱改性处理均能够取得良好的脱色效果，但是却难以有效降低COD。为了解决这一问题，可利用铁屑对粉煤灰进行改性处理，促使铁屑与粉煤灰内部的炭基物相接触，发生原电池反应，形成微电场。在微电场的作用下，印染废水中的极性分子、胶体颗粒以及细小污染物会形成电泳，沿着电荷电极的相反方向运动，进而在电极上聚集，沉淀出颗粒，从而有效降解COD。若印染废水的污染浓度过高，应当在使用改性粉煤灰的基础上，配合使用氯化镁，将两者作为联合混凝吸附剂，以达到最佳的废水处理效果。
2.4在含氟废水处理中的应用
含氟废水对建筑物、钢材、生态环境的腐蚀较为严重，其主要来源于磷肥农药生产、玻璃陶瓷制造、有色金属冶炼等生产过程中。在含氟废水的处理中，若采用传统的石灰混凝沉淀法进行处理，则处理后的水质受CaF2的溶解度影响难以达到排放标准，氟含量通常在12-30mg/L，造成水质不稳定且泥浆含水量大。所以，可对粉煤灰进行改性，将其浸泡在氢氧化钙溶液中，于24h之后使用其处理含氟废水，能够有效去除98%的氟含量。粉煤灰经过烧砖处理之后，吸附的氟元素会渗入粉煤灰晶体中，减少氟带来的环境污染问题。在处理酸性含氟废水中，可采用废弃的鸡蛋壳对粉煤灰进行改性，这样不仅能够提高废物综合利用率，而且还能够使处理后的水质到达工业废水排放标准。
2.5在金属废水处理中的应用
在含铬废水处理过程中，因粉煤灰中的氧化钙、三氧化二铁、三氧化二铝均具备化学活性，所以在浸泡氯化氢溶液后可溶出铁、铝、钙，而后再加入硫酸铁可还原废水中的Cr6+。在调节金属废水的pH值时，可利用氢氧化钠溶液进行调节，沉淀出氢氧化物；在重金属废水处理中，可用固体氯化钠和硫铁矿烧渣对粉煤灰进行改性处理，用于吸附和处理废水中含量小于50mg/L的Pb2+和Cd2+， 其处理效果良好，能够达到97.5%以上的金属离子去除率。
2.6在表面活性剂废水处理中的应用
随着合成洗涤剂在生产、生活中的应用日益广泛，其废水污染程度也随之提高。尤其在洗涤剂废水中的LAS污染物与其他污染物相结合的情况下，会生成严重影响废水物化、生化特性的分散胶体颗粒，增加废水处理难度。所以，要采取有效方法处理LAS废水，并且保证处理方法具备经济适用性。通过实践证实，在阴离子表面活性剂废水处理中，采用氧化钙改性处理后的粉煤灰能够大幅度增强其吸附混凝作用，有效去除表面活性剂废水中的LAS，去除效果十分显著；在阳离子表面活性剂废水处理中，也可利用上述方法进行处理，尤其在处理CTMAB浓度为20-120mg/L的废水中，这种处理方法更为有效，能够去除98%以上的CTMAB。
结论：
综上所述，通过本文的研究可知，粉煤灰在多种废水的处理中均有着良好的效果，但必须指出的一点是，如果只利用粉煤灰进行废水处理，可能无法达到理想的效果，因此应当针对不同种类的废水，对粉煤灰进行改性，使其能够充分发挥出处理废水的作用。在未来一段时期，应当加大对粉煤灰改性方面的研究力度，这有助于粉煤灰处理废水效果的提升。
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论文作者:朱旭阳
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/28
标签：粉煤灰论文; 废水论文; 废水处理论文; 水中论文; 效果论文; 能力论文; 污染物论文; 《基层建设》2016年13期论文;