高掺量粉煤灰滤料的制备及除磷性能.pdf

1、粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M 呻R E I N S I、1 EU T。亿A T I O N2 0 1 5N O 6高掺量粉煤灰滤料的制备及除磷性能P r e p a r a t i o nf o rF i l t e rM a t e r i a lw i t hH i g hC o n t e n tn yA s ha n dP h o s p h o r u sR e m o v a lP e r f o r n u m c e杜家芝1，薛金凤1，马彦涛2，潘玲1(1 武汉大学动力与机械学院水质工程系，武汉4 3 0 0 7 2；2 中南电力设计院新能源工程公司，武汉4

2、3 0 0 7 1)摘要：采用6 2 5 粉煤灰、3 3 7 5 粘土、3 7 5 添加剂N s 加入一定量的氢氧化钙饱和溶液于9 5 0 1 2 烧制2 h 得到一种强度较高的高掺量滤料。将该滤料应用于处理含磷污水，采用动态滤柱分别对进水浓度和水力停留时间(H R T)等影响因素进行了研究，结果表明，随进水浓度和H R T 的增加出水磷酸盐去除率增加，粒径4 m m-8 m m、0 5 0 L 的滤料对磷的去除率可达6 8 1。该滤料适用于含磷污水的处理。关键词：粉煤灰；陶粒；除磷中图分类号：X 7 7 3文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 5)0 6-0 0

3、 3 1 0 3粉煤灰是火力发电厂等燃煤锅炉煤粉燃烧熔融后排出的粉末状固体废物，现阶段我国年排放量约为5 3亿t，利用率约为4 0【lJ，并且目前我国对粉煤灰的利用主要是在建筑、道路、农业等方面旧J。粉煤灰的堆积不仅占用大量土地，而且对周围的环境有很大的影响pJ。粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，在资源的有效利用方面是至关重要的一环。目前用于除磷的粉煤灰陶粒中粉煤灰掺量大约3 0-5 0，高掺量粉煤灰陶粒中粉煤灰掺量一般为6 0 一8 0 H。6 J。虽然高掺量粉煤灰中粉煤灰含量可达8 0 左右，但是在l1 0 0。C 烧制时筒压强度也仅能达到1 5 M P a 左右 J，为了使粉煤灰具有

4、足够高的强度，以致于在用于净水处理时不易破碎，本文研究了一种高掺量粉煤灰滤料的制备方法及其除磷性能。1 粉煤灰滤料的制备与性能研究1 1 试验原料粉煤灰，取自鄂州电厂，其化学成分主要是S i O：、A 1 2 0 3、F e 2 0 3 和C a O，含量分别是5 4 8 5、3 0 7 4、4 5 7 和3 0 6，烧失量为2 1 4；粘土，取自武汉白沙洲。第一作者：杜家芝(1 9 9 4-J，男，在读本科生。收稿日期：2 0 1 5-0 7 一O l1 2 滤料的制备首先将经筛分得到的细干粉煤灰和粘土，以6 2 5 粉煤灰和3 3 7 5 粘土的比例混合均匀后，将3 7 5 添加剂N S

5、加入一定量的饱和氢氧化钙溶液中，充分混匀。然后，将上述溶液与混合固体混合，制成球形颗粒，于5 0。C 低温烘干1 0 h，最后于9 5 0。C 烧制2 h，得到成品滤料。1 3 性能研究根据滤料分析方法”。，对滤料的真密度、堆积密度、孔隙率等物理特性进行了测定，比表面积采用溶液吸附法测定p 。试验结果表明，自制粉煤灰滤料孔隙率为6 0，真密度为1 9 9 c m 3，堆积密度为0 7 9 3 9 e m 3，比表面积为2 0 4 m 2 g，筒压强度为2 7 4 M P a。1 4 滤柱特征粉煤灰陶粒滤料经筛分选取粒径为4 m m 一8 m m的备用。试验用滤柱长9 0 c m，宽8 5 c

6、m，高2 3 0 c m，有效容积1 5 0 L。滤料清洗干净后的填装体积为0 5 0 L。1 5 分析方法水样中的磷酸盐直接采用钼酸铵分光光度法测定(G B1 1 8 9 3-1 9 8 9)。2 结果与讨论2 1 进水浓度的影响3 1 2 0 1 5N O 6粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M 吧R E H E N S I、1 EI，T I Z A T I O N采用东湖水配制含磷污水，磷含量用磷酸二氢钠调节。研究了水力停留时间为1 2 h、磷酸盐浓度分别为3 5 9 m g L 和1 9 9 m g L 条件下，出水磷酸盐浓度及去除率随时间的变化，如图1 和图2 所示。可以看出，出水磷酸盐最大去除率分别为5 6 1 和3 4 1，平均去除率分别为5 2 6 和3 2 2；随进水浓度增加，磷酸盐的去除率提高。由于粉煤灰滤料除磷主要依赖吸附作用，这一结果表明较高的磷酸盐初始浓度可以加快磷酸盐的吸附，有效提高磷的去除率。此外，由于粉煤灰陶粒对磷酸盐的去除率随粉煤灰陶粒投加量的增大而增加 10|，如果在滤柱中增加粉煤灰陶粒的填装体积，除磷效率将会进一步提高。水体中磷酸盐浓度越