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粉煤灰廉價易得，直接用于處理焦化廢水操作簡便，效果較好。王光華等以熱電廠廢棄的粉煤灰作吸附劑，對去除焦化廠廢水中的CODCr進行了探討。實驗證明：粉煤灰確有一定的吸附性能，灰中的活性物質是均勻分布的、經電選和活化后，吸附值可大大提高。張昌鳴等以粉煤灰為吸附劑處理焦化廠生化出口廢水，結果顯示：在粉煤灰負荷量為1.5g/100mL時，廢水中揮發酚、CODCr、色度、油、BOD5、氨氮和氰化物的去除率分別為11.24%，47.67%，60.84%，48.75%，58.35%，25.09%和30.00%。任寧梅等研究了粉煤灰對焦化廢水中的有機污染物的吸附特性，并運用Fenton法對吸附了有機污染物的粉煤灰再生性能進行了研究。結果表明：在10～40℃之間，粉煤灰對COD的吸附約60min即可達到吸附平衡，平衡吸附量隨著溫度的升高而下降，pH對吸附效果影響不大，吸附等溫線符合Freundlich和Langmuir吸附模型，吸附動力學符合Lagergren一級吸附速率方程。何選明等利用單因素和正交實驗研究了粉煤灰對焦化廢水總鉻去除的影響。結果表明：粉煤灰粒徑、粉煤灰用量、攪拌時間、pH對總鉻去除率都有一定的影響。最佳條件下：粉煤灰粒徑為150μm，粉煤灰用量為4.00g／L，攪拌時間為40min，pH為3，粉煤灰處理實際焦化廢水的總鉻去除率達90.00%。周靜等利用粉煤灰-石灰體系作吸附劑，對焦化廢水中氨氮進行深度處理，結果發現，其對廢水中的氨氮具有較強的吸附作用，處理后焦化廢水的NH3-N可達污水綜合排放標準(GB8978---96)中二級排放標準。
2改性粉煤灰處理焦化廢水
盡管原狀粉煤灰可未經處理直接用于處理焦化廢水，但若未經活化，其吸附能力相當有限，對難生物降解有機物及NH3-N的去除效果較差，難以滿足處理要求。因此，對粉煤灰進行物理或化學改性來提高其吸附能力并用于處理焦化廢水已成為許多學者當前的研究熱點。孫宏等利用改性粉煤灰處理焦化廢水中的苯酚，得到了處理焦化廢水中苯酚的最佳pH值、時間、溫度和吸附劑的用量等條件。陳英利用石灰石改性粉煤灰和Fenton氧化處理模擬焦化廢水，以COD和NH3-N去除率為指標，將改性粉煤灰吸附、Fenton氧化處理和生物處理組合，認為在“改性粉煤灰一次吸附-Fenton氧化-好氧生物過程-改性粉煤灰二次吸附”的組合工藝中，改性粉煤灰不但具有較好的預處理效果，而且還有較好的后處理能力，Fenton氧化所用試劑量少、操作簡單，好氧生物過程是常規生物處理過程，易操作控制，可使COD為1450mg/L、NH3-N為110mg/L模擬焦化廢水的COD和NH3-N分別下降至45mg/L和4mg/L。夏暢斌等將粉煤灰與少量的硫酸燒渣和適量的固體氯化鈉混合后在加熱條件下用稀硫酸處理，制得了集物理吸附和化學混凝為一體的混凝劑并將其與無機高分子絮凝劑PSA配合用于處理焦化廢水中的SS、CODCr、色度和酚，發現各物質的去除率分別為95%、86%、96%和92%，且混凝沉降速度快，污泥體積小，處理費用低。徐革聯采用粉煤灰、酸活化粉煤灰單獨處理生化出口水和酸活化粉煤灰與生物聯合處理焦化廢水，結果表明：酸活化后粉煤灰的活性顯著提高，酸活化粉煤灰和生物聯合處理焦化廢水是一種提高廢水處理效果的有效方法。郭清萍等以粉煤灰為原料，對粉煤灰分別進行了加熱活化、干法酸活化、干法堿活化、沸石化、成型化等一系列活化處理，之后用各種活化粉煤灰處理焦化廠脫酚工段廢水，得出：活化灰比原灰的比表面積大，脫色能力強；干法酸化的灰以及沸石化的灰成型后，對脫酚工段廢水的脫色效果良好，球型粒料強度大，可用做輕質骨料，且灰水分離容易，易實現工業化；沸石化的粉煤灰脫色率接近90.3%，且加工成本低，是一類可開發的高性能脫色材料。張澤等利用自制的活性粉煤灰進行了焦化廢水中的有機污染物3,4-苯并（a）芘（BaP）的吸附試驗。在300mL焦化廢水中，調節pH值為中性或弱堿性，加入3.0g活性粉煤灰，室溫下吸附30min，對BaP的去除率可達90%以上。試驗結果表明：該活性粉煤灰適用于處理焦化廢水中的有機污染物，達到了“以廢治廢”的目的。戶朝帥等將粉煤灰合成沸石并用于處理焦化廢水A／O出水，合成沸石的陽離子交換容量為167mmol／l00g，是原粉煤灰的l2.8倍，且高于天然沸石的160mmol／100g，處理焦化廢水A/O出水中的NH3–N和COD，去除率分別為46.7％和17.6％。李瑞杰利用改性粉煤灰吸附處理焦化廢水中的酚、SS、COD和色度，各污染物的去除率分別達到了98.7％、97.3％、94.4％和96.9％。
3粉煤灰聯合其他工藝處理焦化廢水
不論是原狀粉煤灰還是改性后的粉煤灰作為單一的吸附劑或絮凝劑處理焦化廢水效果很好，但仍然有待提高，因此許多研究者嘗試用粉煤灰聯合其他工藝處理焦化廢水，結果發現處理效果明顯提高。徐革聯等用粉煤灰生物聯合處理焦化廠廢水，結果廢水中的COD值得到了顯著降低，污染物的去除率提高了80%。周素蕾等對粉煤灰催化鐵生物耦合工藝處理某高濃度焦化廢水進行了初步試驗，發現粉煤灰和催化鐵工藝可以較好地和生物法耦合，發揮各自優勢，去除難降解有機大分子物質，降低焦化廢水毒性提高其可生物降解性，并對CODCr和NH3-N的去除做出了較大貢獻，耦合工藝對二者的去除率最高分別達89.64％和74.98％，為焦化廢水CODCr、NH3-N難以達到排放標準的難題提供了可能的解決途徑。典平鴿采用微波酸活化的方法對粉煤灰進行了改性，并將Fenton試劑氧化和改性后的粉煤灰吸附聯合處理焦化廢水?？疾炝薋enton氧化及活化后的粉煤灰吸附過程中的主要因素對降解效果的影響，實驗結果表明：在反應溫度為60℃、初始pH值為3、雙氧水濃度為100mmol/L、鐵(Ⅱ)質量濃度為0.4g/L的最佳條件下，加入30g/L的活化粉煤灰、經過120min處理，焦化廢水的COD去除率可達92%。周靜等利用粉煤灰作吸附劑，結合石灰對焦化廢水進行深度處理，結果表明：在廢水pH為5左右時，每100mL廢水中加入粒徑為100目以上的粉煤灰15g，生石灰0.25g，吸附時間為1h的反應條件下，處理后焦化廢水的COD可達一級排放標準，氨氮可達二級排放標準，對焦化廢水表現出比單一粉煤灰更好的處理效果，但其未深入進行粉煤灰/石灰復合礦物吸附劑復合機理及其與焦化廢水作用機理研究。苑鑫利用粉煤灰聯合光合細菌處理焦化廢水，認為其具有良好的應用前景。牛鎖勝等進行了粉煤灰基混凝劑深度處理焦化廢水技術的研究，以焦化廠生物脫氮出水為研究對象，以COD、色度、總氰化物為指標，實驗結果發現：加入適量的硫酸沸騰爐除塵灰和硫酸亞鐵，用硫酸進行處理，制得的粉煤灰基混凝劑對焦化廢水具有很好的處理效果，COD、色度、總氰化物的去除率分別達到58.2％、96.1％和90.5％，綜合性能明顯優于聚合硫酸鐵。朱新鋒等人采用粉煤灰協同非均相Fenton法處理焦化廢水，發現兩者協同處理對COD的去除率高于其單獨處理之和，在最佳實驗條件下，焦化廢水中H2O2分解率達到86.6％，COD去除率達到90.17％。
4粉煤灰處理焦化廢水的機理及影響因素
從粉煤灰的理化性質來看，粉煤灰處理焦化廢水中的有害物質主要作用機理為吸附和混凝過濾作用。吸附作用主要包括物理吸附、化學吸附和吸附-絮凝沉淀協同作用。一般情況下3種作用同時存在，但在不同pH、不同溫度等條件下，3種作用所體現的優勢不同，從而表現出不同的吸附性能。文獻[13]利用改性粉煤灰作吸附劑吸附處理焦化廠含酚廢水時，發現其具有化學絮凝和物理吸附的雙重作用。研究表明，無論是原狀粉煤灰、改性粉煤灰還是粉煤灰聯合其他工藝處理焦化廢水，其對廢水中重金屬、有機污染物、COD、氨氮等的處理效果主要受粉煤灰粒徑、粉煤灰用量、廢水pH值、吸附時間、改性劑種類、改性劑用量等因素的影響。文獻[4]等利用單因素和正交實驗研究了粉煤灰對焦化廢水總鉻去除的影響，結果發現各因素對總鉻去除率的影響順序為：pH>粉煤灰用量>粉煤灰粒徑>攪拌時間。
5存在的問題
粉煤灰作為吸附劑具有吸附速度快的特點，一般用于處理焦化廢水時，在1~2h即能達到吸附平衡，這就使得在實際使用中需要時時進行更換，從而增加了工作量和操作難度，且吸附飽和后的底泥處理難度大，因此使得粉煤灰在廢水處理領域的應用發展受到了限制。
6展望
粉煤灰作為一種固體廢棄物用于處理焦化廢水，可實現以廢治廢、成本低廉、環境友好、資源循環利用等多重目標，而且處理效果好、處理費用低、原料獲取方便，具有重大的經濟、環境和社會效益。但使用后的粉煤灰又會造成二次污染，如能解決這個問題，這一技術具有可喜的應用前景，同時開發利用計算機輔助系統處理灰水分離和吸附飽和灰風險評估也是今后的研究方向。
作者：趙麗媛 王維 單位：烏海市環境監測中心站
