基本信息
- 项目名称：
- 改性粉煤灰处理含铬、铜废水的实验研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 作品拟采用燃煤电厂粉煤灰作原料，研究改性前后粉煤灰对重金属废水中铜、铬的吸附效果，作品需要大量做实验，研究分析影响吸附效果的诸多因素，以便进行正交实验找到最佳的处理因素参数和实验条件。作品具有较好的理论研究与应用价值，作品成功后将可以广泛应用到矿山废水、印染废水、稀土冶炼废水等含重金属废水中，其应用前景较好。
- 详细介绍：
- 随着我国经济的迅猛发展，人民的生活水平得到了不断的提高，人们对环境的要求也不断提高。但是，由于技术条件的限制，目前国内的污水处理仍然成本高、效率低，许多企业为了自身生存，不得不以牺牲环境为代价，造成水资源污染的恶化。 吸附法由于特别适合于低浓度污染物的处理，且适用范围广，操作简单，处理速度快，效果好，可回收有用物料，吸附剂可重复使用，因而在废水污染治理的方法中倍受重视，已成为废水污染治理的主流方法之一。 吸附法成功应用的关键是选择合适的吸附剂，使用费用昂贵的吸附剂是制约其应用的主要原因。因此，寻找一种较为廉价的废水净化材料，降低废水的处理成本，提高净化效率，已成为废水处理中亟待解决的问题。近十几年来，许多研究者在探索廉价高效的吸附剂，其中包括：天然矿物(如沸石、膨润土、凹凸棒石等)、工业副产品(如污泥、粉煤灰、煤研石、矿山尾矿)、单宁类、壳聚糖、黄药类、有机复合材料(如交联苯乙烯)、生物吸附剂等。许多吸附剂还处于实验室研究，无法投入到工业应用中。根据实际情况选择适宜的吸附剂，对于经济地处理废水具有重要意义。 研究发现，粉煤灰作吸附剂处理废水具有很好的效果。本论文将在改性方法选择和将改性后的粉煤灰应用于废水处理方面做进一步的研究，并初步研究其吸附机理，为提高粉煤灰吸附性能，进而提高其利用效率提供可靠的实验依据。为粉煤灰资源的深加工及废水治理找到一个更好的结合点，从而达到“以废治废、变废为宝”目的。对促进经济发展，缓解资源紧张，改善生活环境等方面都具有重要意义。 作品在查阅了大量文献的基础上，将来自燃煤电厂废弃物粉煤灰改性后用于处理模拟含铬、铜废水具有较好的理论应用价值，同时力图实现“以废治废”。作品将来还可以推广应用到诸如采矿、选矿的矿山废水及赣南稀土冶炼废水等重金属废水中。因而，利用改性粉煤灰处理含多种重金属废水的技术是一种新的尝试，具有较好的应用前景。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 粉煤灰作吸附剂处理含铜含铬废水。 本论文将在改性方法选择和将改性后的粉煤灰应用于废水处理方面做进一步的研究，并初步研究其吸附机理，为提高粉煤灰吸附性能，进而提高其利用效率提供可靠的实验依据。为粉煤灰资源的深加工及废水治理找到一个更好的结合点，从而达到“以废治废、变废为宝”目的。对促进经济发展，缓解资源紧张，改善生活环境等方面都具有重要意义。
科学性、先进性及独特之处
- 利用改性粉煤灰处理废水具有良好的吸附效果，尤其是针对重金属废水而言，关键在于控制好粉煤灰的改性条件，在处理重金属废水时其吸附效果明显，完全可以达标排放废水。因此，作品的先进性及独特之处在于采用了一种良好的粉煤灰改性方法，能够达到预期效果。
应用价值和现实意义
- 重金属污染甚为严重，据研究和调查，用粉煤灰做吸附剂处理含铜、铬废水具有很好的应用。粉煤灰具有较大的比表面积、较强的吸附能力和离子交换能力，且资源丰富、价格便宜。利用粉煤灰治理重金属废水污染，具有材料来源广、价廉、节能、去除效率高等优点，目前已引起国内外环保工作者的广泛关注。同时达到以废治废的目的。
学术论文摘要
- 本文主要针对粉煤灰处理含铬、铜废水的去除效果进行研究。由于实验时间的原因，本团队作者只做了单因素(如吸附时间、pH、吸附剂用量等)对含铬、铜废水的探索实验。团队作者先做了吸附时间对含铬、铜废水中Cr6+离子的影响，结果表明，粉煤灰对Cr6+离子有一定去除效果，但实验误差影响较大，所以实验数据不是令人满意，希望在今后实验过程中找出其更深刻的原因，以便更好地去除含铬、铜废水，为粉煤灰处理重金属废水的实际应用奠定扎实基础。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 具有较好的理论与应用价值，作品实验工作量较大，取得了一些成果，但是实验失败的地方也很多，作品对失败经验的总结是认真的，这些经验的总结为今后深入研究提供了宝贵的经验。
参考文献
- （1）王立刚,朱曦光.我国粉煤灰综合利用现状及发展重点[J].矿业研究与开发,1999,19,(5):41-43. （2）赵由才.实用环境工程手册[M].北京:化学工业出版社.2002. （3）张文艺,翟建平等.粉煤灰吸附法处理污水机理[J].粉煤灰综合利用,2006(2):54-56. （4）胡友彪,张慰,王世超.粉煤灰对重金属废水的吸附性能研究[J].煤炭科学技术,2007,35(7):29,39,49.
同类课题研究水平概述
- 国外从上世纪60年代起就开始有用粉煤灰处理废水的研究报导：Grangol(1973)深入研究了粉煤灰对磷酸根的去除，从表观上确定了其脱磷的可行性；C.S.Gupta(1988)报导了其对铬黄染料的去除。在20世纪80年代，印度的Panday等人应用粉煤灰处理了含Cu2+废水，在温度300℃，pH值为6.5时，初始浓度为6.4mg/L、9.6mg/L的含Cu2+废水去除率为100%和93%；Sen Asit等研究了粉煤灰对Hg2+的吸附特性，指出了最佳pH值范围是3.5~4.5，最佳吸附时间为3小时，Hg2+浓度在大于10mg/L时，可全部被去除。 在国内，近年来随着粉煤灰产生量的日益增加，以及人们环保意识的加强，利用价廉易得的粉煤灰来处理工业废水已越来越引起人们的关注。于鑫等人利用粉煤灰对含Pb2+、Cu2+、Zn2+等重金属离子的矿井水进行了处理，在适宜的条件下可以达到良好的去除效果；李跃中采用粉煤灰处理含砷废水，结果表明粉煤灰活化温度越高，粒度越小，对砷的去除能力就越强；另外对含铬废水、含磷废水、含氟废水以及含油废水，都已有试验证明在适当的条件下是可行的。除此之外，粉煤灰对CODCr、色度等的去除效果也非常明显，因此在处理有机废水时应用得较为广泛，如酚类废水、焦化废水、印染废水、造纸废水等。张昌鸣等人对焦化废水的生化出口水用粉煤灰处理，在1.5g/100mL的加量下，挥发酚、CODCr、色度、油及BOD5等污染物均达到一级排放标准；对生化入口水也有一定的净化能力，但由于污染物负荷很高，出水很难达标，若采用粉煤灰生物联合法，则可显著降低废水的CODCr值，去除率可提高到80%，同时有很好的脱色、除臭效果；哈尔滨市从利用燃煤链炉烟道灰处理印染废水试验做起，在完成小试、中试基础上，建成了日处理能力4000吨的印染废水工业装置，取得了较为显著的环境经济和社会效益之后，又建立了马家沟粉煤灰处理城市污水的示范工程，也取得了较为显著的效果。近年来一些工作者开始研究粉煤灰用于中水处理的试验，如利用粉煤灰代替活性炭等专用吸附剂去除工业废水中重金属离子及其它有毒元素、降低废水COD、用于印染废水脱色等。
