粉煤灰絮凝劑種類及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀

高紅莉 李洪濤 張硌 郭雷（河南省科學(xué)院地理研究所，河南 鄭州 450052）

粉煤灰化學(xué)組成與粘土質(zhì)相似，主要為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和未燃碳，另含有少量K、P、S、Mg、Na、Ti、Mn 等化合物和Cu、Zn 等微量元素，其中SiO2、Al2O3的含量約占粉煤灰總量的50%-80%[1].美國、日本等國家把粉煤灰當(dāng)成一種重要的礦物資源，很早就已經(jīng)開始對(duì)粉煤灰進(jìn)行綜合利用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)歐美發(fā)達(dá)國家粉煤灰的利用率已高達(dá)70%-80%，我國只有30%-40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美發(fā)達(dá)國家，而且我國粉煤灰產(chǎn)生量很大，如果不進(jìn)行綜合利用，對(duì)土壤、大氣、水體造成的危害很大。

近年來，有關(guān)改性粉煤灰絮凝劑的研究報(bào)道很多，本文對(duì)不同改性工藝及改性粉煤灰絮凝劑的廢水處理原理和處理效果進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了目前粉煤灰絮凝劑研究存在的問題和今后的研究方向。

1 粉煤灰絮凝劑分類

1.1 原灰

粉煤灰由大小不等、形狀不規(guī)則的粒狀體組成，其粒徑在0.5-30 μm 之間，平均容重為783 kg/m3，平均密度為2.14 g/cm3；具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積一般為2500-5000cm2/g，因此有很強(qiáng)的吸附性能，可與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附和物理吸附，雖然從理論上講粉煤灰具有一定的吸附能力，但粉煤灰原灰的吸附效果不理想，因此必須通過改性來提高其吸附性能。

1.2 簡單改性粉煤灰絮凝劑

包括熔融改性、酸改性、堿改性、鹽改性、表面活性劑改性等，改性后粉煤灰結(jié)構(gòu)和性能都發(fā)生相應(yīng)改變，處理廢水的效果也得到提高，具體見表1。

1.3 復(fù)合改性粉煤灰絮凝劑

上述幾種方法所得到的改性粉煤灰絮凝劑分別對(duì)不同的廢水有較好處理效果，但是不能達(dá)到處理多種廢水的目的.為了使改性粉煤灰有更廣泛的應(yīng)用，可以采用復(fù)合改性方法，進(jìn)一步提高粉煤灰對(duì)水中污染物的去除能力。具體見表2。

1.4 合成改性粉煤灰絮凝劑

除了以上幾類改性方法，還有通過分步聚合方法，通過從粉煤灰中提取有用金屬元素鋁、鐵、硅等物質(zhì)來制備新型高效絮凝劑。具體見表3。

不同改性方法對(duì)粉煤灰的改性效果不同，應(yīng)用領(lǐng)域也不同.改性后的粉煤灰，不論是對(duì)廢水的處理，還是在水溶液中的分散性均能得到理想的效果.隨著粉煤灰改性研究的不斷深入，對(duì)粉煤灰改性的技術(shù)也將不斷發(fā)展.

2 粉煤灰絮凝劑在廢水處理中的作用

當(dāng)前用粉煤灰來處理廢水的研究報(bào)道很多，采用酸溶或堿溶簡單改性得到的粉煤灰絮凝劑比表面積增大，吸附能力提高，對(duì)印染廢水和造紙廢水有良好的脫色效果.在酸溶和堿溶的同時(shí)添加其他物質(zhì)制備的復(fù)合及合成改性粉煤灰絮凝劑，與簡單改性粉煤灰絮凝劑相比沉降快、污泥量小、成本低，可以處理焦化廠含酚廢水、造紙、制革、印染、制藥、電鍍、含油廢水和城市污水、礦井水等，成本低廉，處理效果也很好。詳細(xì)信息將表4。

表1 簡單改性粉煤灰絮凝劑種類

表2 復(fù)合改性粉煤灰絮凝劑種類

3 存在問題及展望

將粉煤灰直接用于廢水處理效果不理想，因此近年來通過將粉煤灰改性開發(fā)絮凝劑產(chǎn)品的研究越來越多，但有關(guān)粉煤灰絮凝劑基礎(chǔ)理論、安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等方面的研究不多.通過改性技術(shù)將粉煤灰應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，關(guān)鍵是要研制出附加值大、技術(shù)含量高、市場前景好的產(chǎn)品。今后要加強(qiáng)改性粉煤灰絮凝劑處理廢水的基礎(chǔ)理論研究，并重視廢渣處理問題，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)粉煤灰絮凝劑的活化和改性研究，加快研究開發(fā)實(shí)用技術(shù)與處理工藝，在我國粉煤灰的改性及其綜合利用的研究和開發(fā)任重道遠(yuǎn)。

無機(jī)絮凝劑的發(fā)展經(jīng)歷了從低分子量無機(jī)鹽絮凝劑到聚合氯化鋁（PAC）、聚氯硫酸鐵（PFCS）等無機(jī)高分子絮凝劑，以及聚硅酸鹽類絮凝劑、各種復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑的過程，利用粉煤灰煤制取無機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑是今后無機(jī)絮凝劑的發(fā)展方向之一。

表4 粉煤灰絮凝劑處理廢水效果

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