采用改性粉煤灰对电厂脱硫废水中CL-氯离子的去除

由图3可以看出，随着Cl-初始浓度的增大，粉煤灰对Cl-的去除率整体呈现略上升再逐渐降低的趋势。这是因为粉煤灰中含有的活性吸附位点一定，废水中Cl-浓度与粉煤灰上吸附的Cl-浓度之差是吸附反应的推动力，当Cl-初始质量浓度为10g/L，推动力相对较小，Cl-相对难以占据较多吸附点位，因此去除率稍低，当Cl-初始浓度继续增大，推动力增强，Cl-不断占据活性吸附点位，去除率增大，在Cl-初始质量浓度为15g/L时，Cl-的去除率达到最大。但随着吸附位点达到饱和，吸附率又开始逐渐减小。

2.5振荡温度的影响

分别加入1g改性粗灰与细灰于Cl-初始质量浓度为15g/L的废水中，分别在10、20、30、40、50℃水浴中恒温振荡2h，停止后进行过滤。结果表明，随着振荡温度的升高，Cl-的去除率呈现先降后升再下降的趋势，当温度为40℃时，去除率达到最大值。这可能是因为，当温度较低在10~20℃时，吸附主要以物理吸附为主，升高温度容易脱附，因此去除率降低；当温度在20~40℃时，化学吸附作用增强，吸附点位活性增强，去除率升高；而当振荡温度继续上升，分子热运动剧烈，容易解吸吸附颗粒，不利于吸附的进行，去除率降低。结合实际应用，可在40℃的条件下进行振荡吸附。

2.6废水pH的影响

配制Cl-初始质量浓度为15g/L的废水，调节废水pH为2、3、4、5、6、7、8、9、10，分别加入1g改性粗灰与细灰到100mL脱硫废水中，设定振荡时间为2h，振荡温度40℃。结果表明，当废水pH为2~9时，改性粗灰对水中Cl-的去除率维持在高位，比较平稳，当废水pH为10时，去除率开始下降；而改性细灰去除率在废水pH为2~6时维持在高位，当pH为7~10时，去除率下降了一个平台。总体而言，提高废水pH不利于去除Cl-，细灰和粗灰的差异可能是因为两者内部孔道的大小和结构差异导致细灰更容易受pH影响。当pH在4~6时，改性粗灰和细灰对水中Cl-的去除率在高位保持平稳，该范围也正好是脱硫废水通常的pH范围，因此在实际应用时，可以不调节废水的pH就能获得较高的去除率。

3吸附等温线

在温度40℃的条件下，对改性粉煤灰吸附去除水中Cl-的数据采用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程进行线性分析和曲线拟合。结果表明，改性粉煤灰吸附水中Cl-的吸附等温线与Langmuir等温方程拟合度较高（粗灰和细灰的线性相关系数R2分别为0.9644、0.9605），而不太符合Freundlich等温方程（粗灰和细灰的线性相关系数R2分别为0.3150、0.3795），因此吸附属于单分子层吸附。通过计算可以得到粗灰和细灰的单分子层饱和吸附量分别为370.37、322.58mg/g，说明其对水中Cl-的吸附容量很高。

4吸附动力学研究

在温度40℃的条件下，利用吸附时间对Cl-去除率影响的实验数据来对动力学数值qe、qt进行计算，然后分别按微粒内扩散方程、准一级、准二级动力学方程进行线性拟合，结果表明，在2h时粗灰和细灰对含Cl-废水的吸附分别达到了最大吸附量，说明此吸附达到平衡的过程较慢。改性粉煤灰对含Cl-废水的吸附动力学特性与准二级动力学方程较为符合（R2分别为0.8814、0.8413），粗灰的k2=-0.0078，qe=400.00mg/g，细灰的k2=-0.0075，qe=333.33mg/g。

由吸附等温线和吸附动力学方程可以看到，改性粉煤灰在去除废水中Cl-的过程中吸附起到了一定的作用，属于单分子层吸附，饱和吸附容量大，吸附速度较慢。但经过方程推导的单分子层饱和吸附量分别为370.37、322.58mg/g，低于最佳条件下最大去除率（粗灰52.4%，细灰50.1%）和Cl-去除量（粗灰786mg/g、细灰753mg/g），说明还有其他去除机制在发挥作用，可能包含其他化学反应、絮凝沉淀、结晶析出等机制的共同作用，有待于进一步研究。

5结论

（1）掺杂氧化钙焙烧改性获得的改性粉煤灰对高浓度含Cl-废水中Cl-的去除效果最佳，该改性粉煤灰的投加量、振荡时间、Cl-的初始浓度、振荡水温、废水pH对去除率都产生了一定的影响。最佳粉煤灰投加质量浓度为10g/L，最佳水浴恒温振荡时间为2h，最佳Cl-初始质量浓度为15g/L，最佳振荡温度为40℃，pH在4~6，改性粗灰和细灰对含Cl-废水的最大去除率分别达到了52.4%、50.1%。

（2）改性粉煤灰在去除含Cl-废水的过程中吸附起到了一定的作用，吸附符合Langmuir吸附等温方程，属于单分子层吸附。粗灰和细灰对含Cl-废水中Cl-的最大吸附量分别为370.37、322.58mg/g，吸附过程较慢，动力学特性符合准二级动力学方程。其他去除机制也在发挥作用，可能包含其他化学反应、絮凝沉淀、结晶析出等机制的共同作用。

（3）用改性粉煤灰处理高浓度含Cl-废水为电厂脱硫废水零排放提供了新思路，它能以废治废，且工艺简单、成本低廉，具有良好的应用前景，有待于进一步进行中试实验，以实现工业化，推进我国燃煤电厂脱硫废水零排放进程。

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