基于废水废气的粉煤灰机理作用及实践路径分析

　　粉煤灰是一种工业废弃物，主要来自于火电厂燃煤的废弃物。当前我国每年粉煤灰排放量高达近亿吨，但是其利用率却不足30%，而且还主要用于土壤改良、交通、建筑等方面，剩余的粉煤灰则堆积如山，造成了严重的环境污染与土地资源的浪费，而且电厂还要为管理粉煤灰支付高额的成本费用。随着电力事业的不断发展，这种情况会越来越严重。“垃圾是放错地方的资源”，粉煤灰也是如此。如果将粉煤灰视作一种资源，并进行科学合理的开发利用，也就可以将其变废为宝，不仅有利于保护环境，还能节省电厂的生产管理成本。因此，从节约资源与保护环境出发，如何有效的利用粉煤灰就变成了一个重要的课题。由于粉煤灰价格低廉与其独特的理化性质，使其在治理废气废水方面具有很大的价值与市场前景。
　　1 粉煤灰概述
　　粉煤灰主要是电厂燃煤排放的工业固体废物，其主要由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等构成。在我国，粉煤灰的放量相对较大，且在电力事业不断发展的背景下呈上升趋势。如果大量粉煤灰不尽心妥善处理，会给人们的生活带不便且造成严重的环境污染问题。
　　1.1 粉煤灰的性质
　　一般粉煤灰的粒径为2.5～300 μm，几何粒径平均为40 μm；比表面积通常为2 500～5 000 cm3/g，其密度通常为2.3～3.0 g/cm3，堆积密度为0.55～0.67 g/cm3，孔隙率通常为60%～75%。通常在显微镜下，粉煤灰是玻璃体、结晶体与少量未燃碳的复杂混合物，其中包括磁铁矿、石英、赤铁矿与莫来石等。其中玻璃体包括形状不规则的小颗粒与球体形玻璃 体粒子，未燃碳则呈现疏松多孔状。
　　1.2 粉煤灰处理废气废水的机理
　　从粉煤灰的理化性质来看，其表面疏松，空隙孔洞较多，而且比表面积、表面能相对较高，而且还存在着混多硅、铝活性点，因此其具有较强的理化性质。粉煤灰的物理吸附能力由其多孔性与比表面积决定，比表面积越大，吸附能力则越强。粉煤灰的化学吸附能力主要由其表面的AL-O-AL键与Si-O-Si和具有极性的分子发生偶极吸附，或者是粉煤灰中带有正电荷的硅酸钙、硅酸铝与硅酸铁等与阴离子形成离子对吸附。粉煤灰在除去废气废水在中有害物质时，通常是利用其吸附功能，但在特殊的情况下，也会产生过滤与沉降效果。同时，由于粉煤灰是由多种颗粒物质结合而成，孔隙率相对较大，废气废水在通过粉煤灰时能够被过滤到一些有害物质，但是其沉降与过滤作用只能够在废气废水处理中起到辅助作用。此外，由于粉煤灰是由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等碱性物质构成，可以与废气废水中的酸性物质发生化学反应，中和其中的酸性物质。另外，粉煤灰中未燃碳比表面积加大，且为多孔结构，因此能够在废气脱硫脱硝中作为吸附剂使用，除去废气中的氮氧化物与硫化物。
　　2 粉煤灰在处理废水中的具体应用
　　各专家学者对粉煤灰应用于处理废水方面进行了大量的研究与试验，并取得了非常好的成绩。下面就简单介绍一下粉煤灰在几种污水中的应用。
　　2.1 粉煤灰在处理城市污水中的应用
　　城市废水是由各种生活废水构成，其成分非常复杂，呈现胶体与悬浮状态，其中还含有硫化物、重金属、有无等成分。因此，将处理工业废水的有效办法应用于处理城市生活废水是很那达到预想效果的。有部分地区环保部门利用粉煤灰的吸附、过滤、沉降等作用机理，将其投入到处理城市废水的工作中，并取得了良好的第一论文网专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临效果。其具体处理程序如下：城市污水进入灰水处理池后，按照100：1的水灰比加入粉煤灰进行充分搅拌，待到2～10 min后，向其中加入一定浓度的聚合铝絮凝剂或其他试剂，之后将其引入升流塔尽心变速处理，滞留30 min后，再将混合液体导入斜管沉淀池，同时再次加入聚合铝絮凝剂或其他试剂，最后进行70～90 min的沉淀分离。程序完成后，要对处理过的水体进行检测，当COD下降到国家水质标准后就可将处理水排除，若COD没有下降到标准程度，则要对污水进行进一步处理。该处理城市废水的工序有效利用了粉煤灰的吸附能力，以及在处理污水过程中形成较为分散的絮凝核，提高了絮凝效果，使絮体加速生成，并与粉煤灰形成高浓度活性泥渣层。
　　2.2 粉煤灰在处理造纸废水中的应用
　　某地区环保部门将粉煤灰应用于已经完成一级处理的造纸废水的后续处理技术试验中。该试验的处理过程为以下三步。①混合：将电厂的粉煤灰按一定比例加入到将要处理的污水中，并进行充分搅拌混合，使粉煤灰最大程度的发挥其吸附与絮凝作用；②沉降：待到搅拌混合均匀后，将污水引入沉降池，使污水流速迅速下降，并在支重力的影响下，使粉煤灰的絮凝物与吸附物发生沉降；③自净：随着沉降与水流的作用，水体上部的清洁水被引入自净池进行澄清，剩余的悬浮物进行进一步的沉降。利用该技术工艺能后有效的处理经一级处理的造纸污水的效果明显，并且在实际的工作中进行严格的水质监测，保证处理系统的有效运行。
　　2.3 粉煤灰在处理印染废水中的应用
　　印染废水中主要含有浆料、染料、助剂与其他各种化工物质，污染性较强，因此必须进行相应的有效处理。近些年来科研人员对粉煤灰进行了相应研究，利用其吸附、混凝作用来对印染污水进行处理，并取得了良好的第一论文网专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临效果。以哈尔滨地区为例，建立了以粉煤灰处理技术为主的日处理4 000 t印染污水装置，各项水质指标基本达到了国家标准。粉煤灰在处理印染污水中具有占地少、运行费用较低、管理简便以及治污效果好等优点，非常适合中小印染厂的印染污水处理。
　　3 粉煤灰在处理废气中的具体应用
　　近些年来，各国都加大了对粉煤灰在烟气脱硫技术中应用研究，并取得了一定的成果。它们的共同点就是在粉煤灰中加入粘结剂后熟石灰，以提高烟气的脱硫效果。较之以前的纯石灰脱硫技术，加入粉煤灰后的脱硫技术效果更好。这主要是由于吸收剂的比表面积相对较大，致使气-固反应相对较快。在粉煤灰与石灰的配比比例与反应温度适宜时，废气脱硫率可高达90%以上。以日本北海北海道电力公司开发的粉煤灰干法脱硫技术工艺为例，整套工艺就是使用粉煤灰脱硫剂进行烟气脱硫的。该技术工艺提高了粉煤灰的利用率，实现了脱硫率大于90%的效果，高质量的完成了粉煤灰废气的任务与作用。
　　4 结 语
　　作为新型废水废气处理剂的粉煤灰，其原料来源较为广泛，价格相对低廉，处理技术流程简单便捷，在处理废气废水中具有非常好的效果，很好实现了“垃圾是放错地方的资源”的观点，拓宽了保护环境的方式。但是由于我国在该方面的技术研究相对较晚，当前还主要出于实验室研究的阶段，没有实现大规模的应用。国家与相关科研单位只有加强相关方面的研究，才能实现粉煤灰在处理废水废气中的利用效果。
　　参考文献：
　　[1] 杨震，金立忠.粉煤灰在废水处理中的应用[J].科技创新导报，2012，（12）.