粉煤灰是工业固体废弃物的一种。燃用1t煤约产生250~300 kg粉煤灰。至2000年,我国的粉煤灰总产量超过1.6亿t,但利用率仅在30%~35%之间。大量的粉煤灰如不加以处理,容易污染环境。可把粉煤灰看成是种资源,加以综合利用。其中在污水处理中应用粉煤灰是一种综合利用的好方法。
1 粉煤灰的结构及其作用机理
1.1 粉煤灰的结构
煤粉进入1 300~1 500℃的炉膛后,在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却形成粉煤灰。由于表面张力的作用,粉煤灰颗粒大部分呈球形,表面疏松多孔,比表面积大,且具有一定的活性基团和吸附特性。它的真密度为2 000~3 000 kg/m3,堆积密度为550~680 kg/m3,孔隙率一般为60%~70%。其单体是由SiO2,Al2O3,CaO,Fe2O3,MgO,未燃尽炭和一些微量元素、稀有元素组成的海绵状和空心球状的细小颗粒,具有很大的比表面积:2 500~5 000cm2/g。粉煤灰的主要化学组成见表1。粉煤灰的这些结构特征使其具有对废水中多种离子和有机污染物的吸附和絮凝作用。
1.2 粉煤灰处理废水的机理
根据粉煤灰的组成结构、废水水质和处理方式的不同,其对水中污染物的作用机理主要表现在3个方面:吸附、絮凝沉淀和接触过滤。吸附包括物理吸附和化学吸附。物理吸附效果取决于粉煤灰的比表面积,比表面积越大,吸附效果就越好。化学吸附主要是粉煤灰颗粒表面有大量的Si—O—Si键和Al....