（毕业论文 字数：14771 页数：33）摘 要：我国是一个产煤大国，也是一个耗煤大国。粉煤灰是来自火力发电厂的大宗工业固体废物。目前粉煤灰年排放量约1.8亿t，但其利用率仅为40%左右，主要用于筑路、建材、农业等领域。酚类化合物是芳香族碳氢化合物的含氧衍生物，可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有很大危害。粉煤灰具有较大的比表面积，含有活性成分，对许多物质具有较强的去处作用。若农用粉煤灰处理含酚废水，则不失为一种以废治废，节约资源的良好途径。
本研究用改性粉煤灰，即热电厂废弃物粉煤灰经过简单酸处理后作为吸附剂，模拟处理苯酚废水，并探讨了各种处理条件对吸附效果的影响。实验结果表明，改性粉煤灰吸附苯酚速率快，在10min左右基本达到平衡；在低pH值下吸附效果更好，随着pH值的增大，苯酚的吸附量很快降低；改性粉煤灰对苯酚的等温吸附过程符合Freundlich模型，其吸附等温线为q=0.0075C1.3988。

关键词：苯酚,改性粉煤灰,吸附,Freundlich模型

Abstract ：Fly ash is one of the largest industrial solid waste comes from coal-fired power plant. The fly ash has been widely used building products, road engineering, agricultural production. However, the rate of production is greater than the consumption. The phenol compounds are the aromatic hydrocarbon contains the oxygen derivative, which can make the protein coagulation, and they can make great hazards to human beings、aquatic and agricultural. With the characteristics of large specific surface, many active groups, fly ash has strong adsorptive capacity to many materials. If fly ash can be used to treat wastewater of phenol, it will be better way to save resources.
The adsorption of phenol on remodeled fly ash is investigated in this paper. It also investigates the effects at different treating condition. Remodeled fly ash is formed by incineration fly ash which is treated with acid. The result shows that the adsorption rate is quick , balance is acquired in 10min; the adsorption is better at the lower pH value, increasing the pH value decreases the adsorption of phenol; moreover, the adsorption process is fitted for Freundlich model and empirical correlation(q=0.0075C1.3988) was proposed.

Key words: phenol, remodeled fly ash, adsorption, Freundlich model

目 录
前 言
摘 要 I
Abstract II
第一章 粉煤灰的综合理用现状与展望 1
1.1 粉煤灰的综合利用回顾 1
1.2 粉煤灰的物理、化学性质 1
1.2.1 粉煤灰的物理性质 1
1.2.2 粉煤灰的化学组成 2
1.3 粉煤灰综合利用现状 2
1.3.1 粉煤灰制泡沫玻璃 2
1.3.2 塑料/ 粉煤灰复合材料 3
1.3.3 用于道路工程 3
1.3.4 粉煤灰的农业应用 3
1.3.5 从粉煤灰中提取矿物和高值利用 4
1.3.6 粉煤灰用于废气治理 4
1.4 粉煤灰综合利用中存在的问题与对策措施 5
1.4.1 存在的问题 5
1.4.2 对策探讨 5
第二章 粉煤灰在废水处理中的应用 7
2.1 粉煤灰处理城市生活污水 7
2.2 对含重金属废水的处理 7
2.3 粉煤灰处理染色废水 7
2.4 粉煤灰处理造纸、化纤废水 8
2.5 粉煤灰处理含氟废水 8
2.6 粉煤灰处理含油废水 8
第三章 粉煤灰处理含酚废水的研究及相关问题 9
3.1 粉煤灰处理废水的机理及影响因素 9
3.2 粉煤灰处理废水的方式 9
3.2.1 直接投入法 10
3.2.2 滤柱法 10
3.2.3 废水引入灰场法 10
3.3 粉煤灰吸附规律 10
3.3.1 吸附等温线 10
3.3.2 粉煤灰吸附动力学分析 11
3.4 高浓度含酚废水的处理方法 11
3.4.1 吸附法 11
3.4.2 萃取法 12
3.4.3 液膜分离技术 12
3.4.4 气提及蒸馏气提法 13
3.4.5 生物法 13
第四章 实验部分 14
4.1 实验设计 14
4.2 实验方法与原理 14
4.3 实验仪器 14
4.4 实验试剂 14
4.5 改性粉煤灰的制备 15
4.6 酸性粉煤灰的制备 15
4.7 实验方法 15
第五章 结果与讨论 16
5.1 分析方法的可靠性评价 16
5.2 吸附速率 16
5.3 pH值对吸附性能的影响 17
5.4 吸附等温线 18
5.5 与酸浸粉煤灰对苯酚吸附特性的比较 19
5.6 改性粉煤灰和原粉煤灰对苯酚吸附特性的比较 20
5.7 改性粉煤灰和活性炭对苯酚吸附特性的比较 21
第六章 结论与建议 23
参 考 文 献 24
致 谢 26

前 言
粉煤灰主要是来源于火电厂与各种燃煤锅炉的一种工业固体废弃物。据统计，我国早在1997年粉煤灰产生量就达12629万t，目前粉煤灰年排放量约100Mt以上，占世界排放量的30%，占工业固体废物总产生量的17.3%。粉煤灰的排放不仅占用了大量耕地，而且由于粉煤灰质轻粒细，极易随风飞扬，随水漂浮，造成水土流失和环境污染，因此，粉煤灰的综合利用，是近几年国内外环保研究领域的热点之一。目前，粉煤灰在建材制品、建筑工程、道路工程等方面已有了较广泛的应用，约占其总利用率的70%以上。由于粉煤灰独特的物理化学性质及其本身低廉的价格，使其在废水处理方面具有广阔的应用前景。
酚是一种芳香族碳氢化合物的含氧衍生物，其羟基直接与苯环相联。酚类化合物被美国国家环保局列为129种优先控制污染物黑名单中的一种。酚类化合物是重要的化工原料或中间体，随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展，各种含酚废水也相应增多，由于酚的毒性涉及水生生物的生长和繁殖，污染饮用水源，对水体造成严重污染。含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。
本文介绍了粉煤灰的综合利用现状与展望，介绍了粉煤灰在废水处理中的应用，分析讨论了粉煤灰处理含酚废水的机理及利用粉煤灰吸附苯酚特性的研究情况。
第一章 粉煤灰的综合理用现状与展望
1.1 粉煤灰的综合利用回顾
长期以来，我国利用粉煤灰主要是回填低洼地、矿井、煤矿塌陷区、砖厂的土坑等。此方法不需任何技术，方法简单，但易造成二次污染，利用效益较低。20世纪80年代后各科研院所加大了对粉煤灰的研究开发和综合利用，将其在建筑材料方面的应用列为重点研究对象，认为其具有较高的化学内能和火山活性，是一种性能优良的水泥、混凝土的掺合料和特优的辅助性胶凝材料。
粉煤灰在建材制品、筑路工程方面的应用也迅速扩大，但往往也存在着很多缺点。利用粉煤灰配制混凝土既节省材料且性能优良，但需要粉煤灰的技术经济指标较高，况且掺量较少，利用粉煤灰制粉煤灰水泥，既节省材料且掺量可达75%，但往往增加水泥的需水量，影响水泥强度及其水泥制品的耐久性。利用粉煤灰生产烧结砖和蒸养砖，具有能耗低工艺简单，不产生二次污染，导热系数小，重量轻等特点，但抗冻融能力差，应用有限。
近年来，国家加大了对粉煤灰综合利用的引导鼓励和给与相应企业的优惠政策，特别是随着《粉煤灰综合理用政策》的颁布，粉煤灰已在建材、建工、农业、材料、环境保护等其它领域得到应用和扩展。至今，我国粉煤灰综合利用技术有近200项，得到实施应用的有近70项，用于建材制品方面约占粉煤灰利用总量的35%，道路施工约占20%，农业应用约15%，填充材料约占15%，建筑工程约占10%，提取矿物和高值利用约占5%。
1.2粉煤灰的物理、化学性质
1.2.1粉煤灰的物理性质
粉煤灰俗称飞灰，是一种高分散度的集合体，人工火山质材料，具有颗粒小，比表面积大，孔隙率高，活性高，吸附能力强等特点。它由大小不等、形状不规则的粒状体组成，其粒径在0.5～300μm之间，颜色从乳白到灰黑，颜色的变化在一定程度上反映它的细度和含碳量。我国粉煤灰的平均容重为783kg/m3，平均密度为2.14g/cm3，孔隙率60%～75%，强度可达7000kg/m2。在粉煤灰的形成过程中，由于表面张力作用，粉煤灰颗粒大部分为空心微珠，微珠表面凹凸不平，极不均匀，微孔较小，一部分因在溶融状态下互相碰撞而连接成为表面粗糙，棱角较多的蜂窝状粒子，正是基于此，粉煤灰具有非常大的比表面积，一般为1600～3500cm2/g，需水量比约为10.6%。
1.2.2粉煤灰的化学组成
粉煤灰的主要化学成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3，这三种成分占70%左右，另外还含有未燃尽的碳粒、CaO和少量的MgO、Na2O、K2O等。这些化学成分主要以玻璃体、海绵状玻璃体、石英、氧化铁、碳粒、硫酸盐、云母、长石、石灰、氧化镁、石膏、硫化物、氧化钛等矿物的形式存在。矿物组成一般是玻璃体占优势，质量分数最高可达85%以上，矿物结晶体则较少。其活性主要取决于非晶态的玻璃体成分及其结构和性质，而不取决于结晶矿物。粉煤灰中的有害成分是未燃尽炭粒，其吸水性大、强度低、易风化，不利于粉煤灰的资源化。
1.3 粉煤灰综合利用现状
1.3.1粉煤灰制泡沫玻璃
泡沫玻璃是一种新型的环保建筑节能材料。它是以碎玻璃、粉煤灰为主要原料，在加入发泡剂、改性剂、促进剂、稳泡剂之后经过细碎粉磨，形成配合料，再经过低温预热、高温溶融、发泡、稳泡、退火等工序而制成的一种无机非金属特种玻璃材料。生产的粉煤灰泡沫玻璃以其无机硅酸盐材质和独立的封闭微小气孔结构，集传统保温隔热材料优点于一身，具有容重低、强度高、导热系数小、不吸湿、不透气、不燃烧、耐酸耐碱（氢氟酸除外)、无毒、无放射性、化学性能稳定，既是保冷材料又是保温材料，易加工且不易变型等特点。在恶劣环境下(低温、超低温、高温、高低温交替变换及潮湿环境)中均可使用。不但安全可靠，而且经久耐用，被誉为“不用更换的永久性隔热材料”。同时，因其长年使用也不会变质，本身又能起到防火防震作用，故被广泛应用于石化、轻工、造船、冷藏、建筑、环保、地下工程、国防军工等领域。