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造纸废水COD高,色度大,处理工艺复杂、成本较高。在本研究中,利用以废治废的环保理念,可将造纸厂产生的粉煤灰改性后用于造纸废水的第三级深度处理。 1、研究H2SO4、HCl及二者混酸对粉煤灰改性后去除废水中COD及色度效果的影响。结果显示:H2SO4、HCl及混酸对COD最高去除率分别为:69.9%、47.7%、56.2%;对色度最高去除率分别为:95.3%、83.1%、81.2%,H2SO4处理效果显著,市场售价低,实际生产中易于控制,是理想的改性剂。 2、通过单因素试验和正交试验,探索硫酸作为改性剂的改性条件。结果表明:酸浓度为1:15,酸浸时间5h,搅拌45min,酸灰比5ml/g,COD去除率达76.14%;色度去除率达87.94%;pH为6.95;改性条件的影响效果为:酸浓度>酸浸时间>搅拌时间>酸灰比。 3、采用最佳改性条件下处理所得的改性粉煤灰进行废水处理工艺参数研究。结果表明:投加量10g/l、搅拌15min、搅拌强度120r/min、静置45min,COD去除率达76.24%,色度去除率达88.95%,pH为6.51,其影响效果是投加量>搅拌强度>搅拌时间>静置时间。 4、对改性粉煤灰的作用机理进行研究,结果表明:粉煤灰具有吸附微孔、还含有Al2O3、Fe2O3化学成分、以高岭石等矿物相存在,具有较高的吸附性能和混凝潜能;Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式拟合参数显示:改性粉煤灰吸附饱和量为27.78mg/g,是原粉煤灰的14.4倍,其他各项参数均优于原灰;改性粉煤灰比表面积4.471m2/g,是原粉煤灰的3倍;XRD谱图显示,酸处理后粉煤灰的矿物相结构发生了细微变化,生成了具有混凝作用的新生矿物,提高了粉煤灰的处理能力。 5、改性粉煤灰制备成本核算约为520元/t,远低于活性炭和其他水处理剂。通过研究得到了利用硫酸改性粉煤灰的最佳改性条件和处理造纸废水的最佳工艺参数,并从理论上阐明了改性粉煤灰的作用机理,为改性粉煤灰处理造纸废水的工艺提供了技术支撑和理论基础。