粉煤灰是火力發(fā)電廠(chǎng)燃煤粉鍋爐排出的固體廢棄物，目前大批量處理主要是通過(guò)回填，其不僅占用大量的土地，還會(huì )導致嚴重的環(huán)境污染，因此我國把粉煤灰的綜合利用作為固體廢物利用的重點(diǎn)，但目前粉煤灰綜合利用率低，主要用于土建工程基料、土壤改良劑等低附加值利用領(lǐng)域，隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強，粉煤灰在環(huán)保領(lǐng)域的應用研究也已成為環(huán)境科學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)。粉煤灰因比表面積大，呈多孔性蜂窩狀組織，因而具有良好的吸附性能，近幾年來(lái)被廣泛應用于廢水處理、空氣凈化等環(huán)境治理方面，如作為吸附劑吸附廢水中的磷。

　　本文以火電廠(chǎng)粉煤灰作為吸附劑對含磷廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗研究，探討含磷廢水的初始濃度、粉煤灰投加量、吸附時(shí)間、吸附溫度、振蕩速度等參數對含磷廢水吸附效果的影響，找出最佳吸附處理條件，使粉煤灰達到以廢治廢的目的。

　　1、實(shí)驗部分

　　1.1 實(shí)驗儀器

　　調速多用振蕩器(HZ-2)，電子天平(JA1003A)，紫外分光光度計(722)，真空干燥箱(DZF-6050)，立式壓力蒸汽滅菌器(LDZX-30KB)，燒杯，量筒，移液管，圓底燒瓶，錐形瓶，漏斗，玻璃棒、坩堝等。

　　1.2 實(shí)驗藥劑

　　粉煤灰(廣東梅縣某電廠(chǎng)，過(guò)200目篩子)，KH2PO4標準儲備液，鉬酸銨，硫酸，鹽酸，抗壞血酸，硫酸鉀，蒸餾水等。

　　1.3 監測指標和方法

　　總磷：鉬酸銨分光光度法。

　　2、實(shí)驗結果與討論

　　2.1 磷標準曲線(xiàn)

　　分別吸取0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL的KH2PO4標準儲備液(5mg/L)于7支50mL的比色管中，加水稀釋至50mL。顯色后用鉬酸銨分光光度法測定，以吸光度為縱坐標，以磷的濃度為橫坐標繪制標準曲線(xiàn)。線(xiàn)性回歸方程：Y=0.0059X+0.0001，R2=0.9997，廢水溶液的磷濃度與吸光度成正比例關(guān)系，見(jiàn)圖1。

　　磷去除率η=(C-C1)/C×100%

　　式中：

　　η為粉煤灰對磷的去除率，

　　C為吸附前的濃度(mg/L)，

　　C1為吸附后的濃度(mg/L)。

　　2.2 初始濃度的影響

　　取6個(gè)錐形瓶，分別加入20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70mg/L的含磷廢水50mL。再分別加入3.0g的粉煤灰搖勻，在常溫條件下，振蕩轉速為40r/min，振蕩50min，取其上清液，測量吸光度，計算去除率，結果見(jiàn)圖2。

　　由圖2可以看出，磷去除率隨著(zhù)磷的初始濃度的增加而逐漸降低，這是因為當含磷廢水的初始濃度高到一定程度時(shí)，3.0g的粉煤灰的吸附已達到飽和。當磷初始濃度大于50mg/L時(shí)，磷的去除率下降較快，綜合考慮選定本實(shí)驗的最佳磷初始濃度為50mg/L。

　　2.3 粉煤灰投加量的影響

　　分別在7個(gè)錐形瓶加入含磷量為50mg/L的含磷廢水50mL，分別在各個(gè)錐形瓶投加1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0g的粉煤灰，搖勻，在常溫條件下，振蕩轉速為40r/min，振蕩50min，取其上清液，測量吸光度，計算去除率，結果見(jiàn)圖3。

　　由圖3可以看出，磷的去除率隨著(zhù)粉煤灰的投加量的增加而增大，粉煤灰投加量在3.0g時(shí)磷去除率能達到46.54%。粉煤灰的投加量為4.0、5.0g磷的去除率相比于投加量為3.0g的磷的去除率提升效果不太明顯，曲線(xiàn)趨勢逐漸趨于平緩，由此選定最佳投加量為3.0g。

　　2.4 吸附時(shí)間的影響

　　分別在7個(gè)錐形瓶中分別加入含磷量50mg/L的含磷廢水50mL，投加3.0g的粉煤灰在25℃常溫條件下，轉速為40r/min。振蕩時(shí)間分別30、45、60、75、90、105、120min，取出過(guò)濾取其上清液，測定吸光度，計算去除率，結果見(jiàn)圖4。

　　由圖4可知，一開(kāi)始吸附效率隨著(zhù)時(shí)間的增加而上升。經(jīng)過(guò)60min后粉煤灰的去除率能達到46.78%，但是隨著(zhù)吸附時(shí)間的繼續增加，趨勢線(xiàn)變平緩，說(shuō)明吸附時(shí)間在60min之后磷的去除效果提升不大，這是因為粉煤灰60min時(shí)已基本達到吸附飽和。因此實(shí)驗選擇的最佳吸附時(shí)間為60min。

　　2.5 振蕩速度的影響

　　取6個(gè)錐形瓶中分別加入50mg/L的含磷廢水50mL，投加3.0g的粉煤灰在25℃常溫條件下，分別在轉速為40、50、60、70、80、90r/min的轉速下振蕩，振蕩時(shí)間為60min。過(guò)濾取其上清液，測定吸光度，計算去除率，結果見(jiàn)圖5。

　　圖5的曲線(xiàn)可見(jiàn)，吸附效率隨著(zhù)振蕩速度的增加而緩慢上升。振蕩速度為70r/min時(shí)粉煤灰的去除率能達到47.78%。超過(guò)70r/min的振蕩轉速，磷的去除率變化基本趨于平緩。故選定本實(shí)驗的最佳振蕩速度為70r/min。

　　2.6 反應溫度的影響

　　在6個(gè)錐形瓶分別加入50mg/L的含磷廢水50mL，各投加3.0g的粉煤灰，分別在放在溫度為25、30、35、40、45、50℃的恒溫水浴鍋中用振蕩速度70r/min振蕩60min，過(guò)濾取其上清液，測定吸光度，計算去除率，結果見(jiàn)圖6。

　　由圖6可以看出，磷的去除率隨溫度升高而增加，但升高幅度不大，當溫度大于35℃時(shí)去除率基本沒(méi)多大變化，分析其原因可能出現解吸現象。因此用粉煤灰處理含磷廢水一般在室溫條件下進(jìn)行即可，綜合考慮本實(shí)驗采用25℃作為粉煤灰處理含磷廢水的最佳溫度。

　　2.7 粉煤灰實(shí)際應用處理含磷廢水

　　在上述的最佳條件下，用3.0g粉煤灰吸附稀釋后的高濃度含磷廢水，結果見(jiàn)表1。

　　結果表明，實(shí)際應用中，在最佳工藝條件下對稀釋后磷肥廠(chǎng)出水進(jìn)行除磷實(shí)驗，廢水含磷量從初始含量67.8mg/L降低到出水含量39.2mg/L，去除率可達42.1%。

　　3、結論

　　本研究以火電廠(chǎng)粉煤灰作為吸附劑對含磷廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗研究，討論各因素對含磷廢水吸附效果的影響。結論總結如下：

　　(1)磷初始濃度對粉煤灰的吸附效果有較大影響，當投加的粉煤灰的量不變時(shí)，磷初始濃度越高，磷去除率就越低。在投加粉煤灰的量為3.0g時(shí)，最佳磷初始濃度為50mg/L。

　　(2)在磷初始濃度為50mg/L時(shí)，磷的去除率與粉煤灰的投加量成正比，但粉煤灰量超過(guò)3.0g后，吸附效果提升不明顯，說(shuō)明3.0g的粉煤灰已經(jīng)接近吸附飽和，因此確定實(shí)驗粉煤灰的最佳投加量為3.0g。

　　(3)粉煤灰在振蕩時(shí)間為60min時(shí)基本達到吸附飽和，選擇振蕩時(shí)間為60min。

　　(4)磷的去除率隨振蕩轉速增大而增大，但轉速超過(guò)70r/min后吸附效果提升不太明顯，因此以70r/min為最佳振蕩速度。

　　(5)粉煤灰吸附除磷效果隨溫度變化影響不明顯，溫度超過(guò)35℃時(shí)開(kāi)始會(huì )出現解吸現象，選定吸附溫度為常溫25℃即可。

　　(6)在上述最佳吸附條件下利用粉煤灰對某磷肥廠(chǎng)稀釋后出水進(jìn)行除磷實(shí)驗，廢水含磷量從初始含量67.8mg/L降低到出水含量39.2mg/L，去除率為42.1%。處理后出水雖然未能達到排放標準，但粉煤灰吸附除磷可以作為高濃度磷廢水的預處理，使粉煤灰達到以廢治廢的目的。(來(lái)源：嘉應學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院)