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摘要：文章利用粉煤灰處理染色廢水，首先，用水熱合成法制備沸石化粉煤灰，找出制備沸石化粉煤灰的最佳條件：NaOH濃度1mol／L，100℃水熱晶化4h，在馬弗爐中700℃焙燒1h。然后用沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭模擬廢水，找出最佳處理條件：沸石化粉煤灰投加量10g／L，攪拌時間25min，廢水pH值2，廢水初始濃度0．06g／L，亞甲基蘭廢水處理后的脫色率和COD去除率最佳。此研究成果可用于染色廢水處理，前景廣闊。
關鍵詞：沸石化粉煤灰；亞甲基蘭廢水；脫色率；COD去除率
印染行業的廢水含有大量染料、化學品，色度、COD值和BOD值均很高，是難以處理的工業廢水之一，而粉煤灰是煤燃燒后形成的多孔狀材料，通過一系列處理可以增加其微孔隙，增大比表面積［1］，對印染行業廢水中的一些有機質和污染物具有良好的吸附性，降低印染廢水的色度、COD值和BOD值，對高濃度的印染廢水起到初步處理作用［2］。
1實驗部分
1．1實驗儀器
N752型紅外分光光度計、PHS－25型數顯酸度計、HH－SII恒溫水浴鍋、JB90－D磁力加熱攪拌器、101A－TB電熱鼓風干燥箱、106－4真空烘箱、BS223D電子天平、SHZ－IIIA真空抽濾機、SRJX－49箱式電阻爐（馬弗爐）、100目篩網［3］。
1．2實驗藥品
粉煤灰（齊市熱電廠）、亞甲基蘭（工業級）、NaOH（分析純）、濃硫酸（50％，分析純）、高錳酸鉀（分析純）、鄰菲羅啉（分析純）、硫酸亞鐵銨（分析純）、硫酸汞（分析純）、重鉻酸鉀（分析純）、硫酸銀（分析純）等［3］。收稿日期：2019－09－08作者簡介：龔真萍（1969—），女，黑龍江寶清人，副教授。
1．3用沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭廢水
首先制備沸石化粉煤灰，將粉煤灰研碎，過100目篩網，得到粉煤灰粉末，后用水熱合成法制備沸石化粉煤灰。用制備的沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭模擬廢水（50mg／L），用重鉻酸鉀法測定處理前和處理后亞甲基蘭模擬廢水的COD值，計算COD去除率，用分光光度法測定吸附前和吸附后的亞甲基蘭模擬廢水的質量濃度，然后計算脫色率。研究沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭模擬廢水的各種單因素條件對COD去除率和脫色率的影響。
1．4測試方法
1．4．1染色廢水COD去除率的測定
沸石化粉煤灰處理前和處理后的亞甲基蘭模擬廢水的COD值均依照HJ828《水質化學需氧量的測定重鉻酸鉀法》來測定。
1．4．2染色廢水脫色率的測定
將用沸石化粉煤灰處理前和處理后的亞甲基蘭模擬廢水各取5mL，稀釋到50mL容量瓶中，用分光光度法測定吸附前和吸附后的亞甲基蘭模擬廢水的質量濃度，然后用式2計算脫色率。
2結果與討論
2．1沸石化粉煤灰制備的最佳條件研究
用水熱合成法制備沸石化粉煤灰［6］。先配制不同摩爾濃度的NaOH溶液，再投入50g粉煤灰，攪拌均勻，制成NaOH和粉煤灰的混合液；然后將二者的混合液置于水浴鍋中在100℃水熱晶化一定時間后取出，用真空抽濾機抽濾，把抽濾出的粉煤灰用干燥箱干燥；將烘干后的粉煤灰送入馬弗爐中在不同溫度下焙燒1h，取出冷卻備用。依據脫色率找到制備沸石化粉煤灰的最佳工藝條件?？梢钥闯觯苽浞惺勖夯业淖罴压に嚄l件為：NaOH濃度1mol／L，100℃水熱晶化4h，在馬弗爐中焙燒溫度700℃，焙燒1h。
2．2沸石化粉煤灰處理亞甲基藍模擬廢水
用制備的沸石化粉煤灰處理亞甲基藍模擬廢水，用1．4．1和1．4．2的方法分別測定處理后亞甲基藍模擬廢水的COD去除率和脫色率。探討沸石化粉煤灰的投加量、攪拌時間、亞甲基蘭廢水的pH值、亞甲基蘭廢水的初始濃度對COD去除率和脫色率的影響。
2．2．1沸石化粉煤灰投加量對亞甲基蘭模擬廢水處理效果的影響
亞甲基蘭模擬廢水初始濃度為0．05g／L，分別投入2g／L、4g／L、8g／L、10g／L、12g／L的沸石化粉煤灰，調節亞甲基蘭廢水的pH值為3，用磁力攪拌器攪拌20min，然后靜置30min，取上層清液，測得處理后廢水的COD去除率和脫色率分別如圖1、圖2所示。從圖1、圖2可知，剛開始，隨著沸石化粉煤灰投加量的增加，亞甲基藍模擬廢水處理后的脫色率和COD去除率逐漸增加，當沸石化粉煤灰投加量達到10g／L時，脫色率和COD去除率達到最大值，然后隨著粉煤灰投加量的增加，脫色率和COD去除率逐漸下降。這是因為剛開始投入的沸石化粉煤灰的量太少，不足以吸附亞甲基蘭廢水中的污染物，所以隨著沸石化粉煤灰的投加量增加，對亞甲基蘭廢水中的污染物吸附量逐漸增加，使得脫色率和COD去除率逐漸下降，但是當沸石化粉煤灰的投加量超過一定濃度，除了一部分用于吸附廢水中的污染物，多余的沸石化粉煤灰反而在水溶液中形成懸浮顆粒物，導致脫色率和COD去除率增加［7］。
2．2．2攪拌時間對亞甲基蘭模擬廢水處理效果的影響
亞甲基蘭模擬廢水初始濃度為0．05g／L，投入10g／L的沸石化粉煤灰，調節亞甲基蘭廢水的pH值為3，用磁力攪拌器分別攪拌5min、10min、15min、20min、25min、30min，然后靜置30min，取上層清液，測得處理后廢水的COD去除率和脫色率。可知，用沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭模擬廢水，隨著攪拌時間的延長，亞甲基蘭廢水的脫色率和COD去除率逐漸提高，但是當攪拌時間達到25min時，脫色率和COD去除率達到最大值，然后隨著攪拌時間的延長，脫色率和COD去除率反而略微下降。這是因為剛開始隨著攪拌時間的延長，粉煤灰顆粒與廢水中污染物接觸時間長，吸附量會逐漸增加，使得脫色率和COD去除率逐漸增加，但是當攪拌時間達到一定時間時，粉煤灰對廢水中污染物的吸附已經達到平衡，再繼續延長攪拌時間反而會破壞已經達到的吸附平衡，導致已經吸附的污染物部分解析，使得處理后廢水的脫色率和COD去除率有所下降［8］。
2．2．3亞甲基蘭廢水的pH值對處理效果的影響
亞甲基蘭模擬廢水初始濃度為0．05g／L，投入10g／L的沸石化粉煤灰，分別調節亞甲基蘭廢水的pH值為2、4、6、8、10、12，用磁力攪拌器攪拌20min，然后靜置30min，取上層清液，測得處理后廢水的COD去除率和脫色率分別如圖5、圖6所示。可知，在酸性條件下，沸石化粉煤灰對亞甲基蘭廢水處理后的脫色率和COD去除率比較好，但是隨著亞甲基蘭廢水的pH值逐漸增加，脫色率和COD去除率逐漸下降，尤其在堿性條件下，脫色率和COD去除率較差。這是因為在酸性條件下，廢水中的H＋能與粉煤灰中的氧化鋁發生反應生成氫氧化鋁絮凝劑，而且會使粉煤灰的比表面積增大，大大提高了粉煤灰的吸附效果，使得處理后廢水的脫色率和COD去除率較高；但是隨著廢水的pH值升高，尤其到堿性條件時，廢水中的OH－離子與同樣是陰離子的染料分子形成競爭吸附，使得粉煤灰對染料分子的吸附能力大幅削弱，導致處理后廢水的脫色率和COD去除率急劇下降［9］。因此，亞甲基蘭廢水的pH值為2時，處理效果最好。
2．2．4亞甲基蘭廢水初始濃度對處理效果的影響
可知，剛開始，隨著亞甲基蘭廢水初始濃度的增加，沸石化粉煤灰對亞甲基蘭廢水處理后的脫色率和COD去除率逐漸提高，當亞甲基蘭廢水的初始濃度達到0．06g／L時，脫色率和COD去除率最高，而后隨著亞甲基蘭廢水初始濃度的增加，脫色率和COD去除率逐漸下降，說明亞甲基蘭廢水的初始濃度對處理效果也有影響。
3結論
制備沸石化粉煤灰的最佳工藝條件為：NaOH濃度為1mol／L，100℃水熱晶化4h，在馬弗爐中焙燒溫度700℃，焙燒1h。沸石化粉煤灰的投加量是10g／L，攪拌時間25min，廢水的pH值為2，廢水的初始濃度為0．06g／L時，沸石化粉煤灰處理亞甲基蘭模擬廢水的處理效果最好。
參考文獻：
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作者:龔真萍 單位:齊齊哈爾大學
