新型鋼渣水處理劑去除水體污染物的研究現(xiàn)狀_魏玲紅

1、第 35 卷 第 2 期第 2 期2012 年 2 月Environmental Science & TechnologyVol. 35 No.2Feb. 2012魏玲紅，李俊國(guó)，張玉柱.新型鋼渣水處理劑去除水體污染物的研究現(xiàn)狀J.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，35（2）：73-78.W eiLing-hong，LiJun-guo，ZhangY u-zhu.R eview on pollutantsrem ovalfrom wastewaterby steelslagJ.Environm entalScience & Technology，2012，35（2）：73-78.新型鋼渣

2、水處理劑去除水體污染物的研究現(xiàn)狀魏玲紅， 李俊國(guó)， 張玉柱（河北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063009）摘 要：鋼渣是煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，具有較高的堿度、機(jī)械強(qiáng)度和比表面積。鋼渣化學(xué)成份較復(fù)雜，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，加強(qiáng)鋼渣的處置及綜合利用具有重大意義。作為一種新型的水處理劑，鋼渣用于去除水體污染物不僅減少了水體、土壤等生態(tài)環(huán)境的污染，而且達(dá)到了以廢治廢的目的。文章分析了鋼渣水處理劑去除水體污染物的作用機(jī)理，認(rèn)為鋼渣水處理劑對(duì)水體中污染物的去除主要通過(guò)吸附和沉淀兩種作用，而還原作用和離子交換作用相對(duì)較小。闡述了鋼渣水處理劑處理重金屬?gòu)U水、有機(jī)廢水和無(wú)機(jī)廢水的研究

3、現(xiàn)狀，提出了在開發(fā)液態(tài)鋼渣新型處理工藝的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鋼渣水處理劑的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：鋼渣； 新型水處理劑； 作用機(jī)理； 廢水處理中圖分類號(hào)：X757 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1003-6504.2012.02.016 文章編號(hào)：1003-6504(2012)02-0073-06Review on Pollutants Removal from Wastewater by Steel SlagWEI Ling-hong， LI Jun-guo，ZHANG Yu-zhuSchool of Metallurgy and Energy， Tangshan 063009，Chi

4、na）（ Hebei United University，Abstract：As a kind of byproducts，steel slags possess the characteristics such as higher mechanical strength，alkalinity，specific surface area and complex chemical composition. Comprehensive utilization of steel slag is of great significance sincedirect discharge of steel

5、slag could bring forth serious environmental pollution due to a great amount of heavy metals. As anew kind of water treatment agent，steel slag could be utilized to remove pollutants from water and soil. Mechanism of thepollutants removal by steel slag was discussed. It was suggested that pollutants

6、removal is mainly through adsorption andprecipitation while the function of reduction and ion exchange is relatively small. Researches on treatment of heavy metals，organic and inorganic-bearing wastewater by steel slag were reviewed. Application of steel slag in wastewater treatment couldbe realized

7、 through new treatment technology of liquid steel slag.Key words：steel slag；water treatment agent；mechanism；wastewater treatment鋼鐵工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。20 世其是去除水體中重金屬離子 、中和酸性廢水 、處理2-3 4紀(jì) 90 年代以來(lái)，特別是“十五”期間，中國(guó)鋼鐵工業(yè)得 陽(yáng)離子染料廢水5和無(wú)機(jī)離子6等方面，展現(xiàn)出了良好到了迅猛發(fā)展，2009 年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到 6 億 。作為煉 的應(yīng)用前景。近年來(lái)，研究者也開始重視研究鋼渣去t1鋼生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)品，噸鋼產(chǎn)渣

8、量約為 80120 kg。以除污染水體中的各類污染物，從而達(dá)到以廢治廢、固此計(jì)算，我國(guó)每年鋼渣產(chǎn)生量約為 5 000 萬(wàn) t 以上。目廢資源二次利用的目的。前，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的鋼渣處理工藝主要是以熱潑和水淬為主，提鐵后的鋼渣尾渣綜合利用率低，主要用于1 鋼渣去除水體污染物的作用機(jī)理路基回填、道路鋪筑、水泥原料、鋼渣肥料等，但由于鋼渣既是煉鋼的副產(chǎn)品，也是煉鋼過(guò)程排出的固這些途徑的用量較少，大量鋼渣仍然采用堆放處理，開 體廢渣，其主要成分有CaO、SiO 、Fe O 、MgO、Al O 、2 x y 2 3發(fā)鋼渣綜合利用途徑迫在眉睫。另一方面，隨著國(guó)民MnO、P O2 5、f-CaO 等。鋼渣屬于

9、多種金屬氧化物的熔經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水排放量與日俱增，水體、土壤等 融混合物，鋼渣作為水處理劑處理污水是鋼渣綜合利生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。由于其堿度高、機(jī)械強(qiáng)度大 用的新途徑之一。與其他吸附材料相比，鋼渣水處理、疏松多孔、具有較大比表面積等特點(diǎn)，在污水處理，尤 劑是一種新型的水處理材料，其吸附性能較好7，在去環(huán)境科學(xué)與技術(shù)編輯部：（網(wǎng)址）（電話電子信箱）hjkxyjs 收稿日期：2011-04-17；修回2011-07-082008CB617602）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助（基金項(xiàng)目：“973”專項(xiàng)資助（ 2008BAE67B00）作者簡(jiǎn)介：魏玲紅（1984-），女

10、，碩士研究生，從事冶金資源綜合利用研究，（手機(jī)電子信箱）weilinghappy。74第 35 卷除水體污染物時(shí)，主要去除作用包括吸附作用、離子 溶液提供電子，使得鋼渣具有一定還原性。因此在一交換、還原作用和化學(xué)沉淀作用 定固液比的前提下向水體加入鋼渣后，水體的氧化還。1.1 吸附作用 原電位將在一定程度上降低，溶液還原能力增強(qiáng)。在利鋼渣疏松多孔，經(jīng)粉碎篩分后的鋼渣顆粒具有較 用鋼渣去除水體中重金屬離子的實(shí)驗(yàn)中，楊慧芬等11大的比表面積，同時(shí)鋼渣表面還含有活性基團(tuán)，具有 的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)。楊慧芬等對(duì)去除 6+ 前后的鋼Cr很強(qiáng)的吸附性能。與其他吸附劑相比，鋼渣密度大

11、，在 渣進(jìn)行了 XPS 分析，結(jié)果表明，鋼渣中 C（r ）含量從水中的沉降速度快，易于固液分離，對(duì)無(wú)機(jī)離子有一 吸附前的 0.098 5%提高到吸附后的 0.39%，C（r ）含定的吸附作用，而對(duì)重金屬離子則具有顯著的去除效 量較吸附前增加很少，而 FeO 含量由吸附前的9.20%果 。鋼渣的表面吸附作用包括物理吸附和化學(xué)吸附。8下降到吸附后的8.35%， 含量增加了Fe O2 31.58%。說(shuō)物理吸附由鋼渣的多孔性和比表面積決定，比表面積明鋼渣對(duì)水中 C（r ）的去除過(guò)程中，除了存在吸附作越大，吸附效果越好。而鋼渣的化學(xué)吸附作用主要表用外，還存在 FeO 的還原作用?，F(xiàn)在三個(gè)方面2：（1）靜

12、電吸附，因?yàn)殇撛砻婊钚渣c(diǎn)1.4 化學(xué)沉淀作用位帶有負(fù)電荷6，對(duì)溶液中的陽(yáng)離子產(chǎn)生靜電吸附；由于鋼渣中堿性氧化物含量較高，加入水體后溶（2）陽(yáng)離子交換吸附，溶液 pH 較低時(shí)，鋼渣表面吸附液 pH 值將增加。當(dāng)金屬離子與溶液中 -反應(yīng)生成OH的氫離子會(huì)與溶液中的重金屬離子發(fā)生離子交換并 氫氧化物沉淀時(shí)，將對(duì)溶液中的部分金屬離子產(chǎn)生化發(fā)生靜電吸附作用；（3）表面配合，鋼渣顆粒表面的硅 學(xué)沉淀作用，從而將水體中金屬離子去除。以鋼渣去、鋁、鐵等氧化物的表面離子配位不飽和，在水溶液中除水體中 6+為例， 6+的去除將發(fā)生如下反應(yīng)12：Cr Cr與水配位，水發(fā)生離解吸附而形成羥基化基團(tuán) SOH，該基團(tuán)能

13、夠與金屬陽(yáng)離子生成表面配位配合物，從而6FeSO +H Cr O +6H SO =3Fe SO +Cr SO +4 2 2 7 2 4 2 4 3 2 4 3（ ） （ ）7H O2吸附重金屬離子。以鋼渣處理含銅廢水為例，發(fā)生的- 2-Cr SO +6OH +3SO（ ） =2C（r OH）2 4 3 3 4配合反應(yīng)如下：（ ） =2Fe（OH）- 2-Fe SO +6OH +3SO2 4 3 3 4在去除廢水中磷的實(shí)驗(yàn)中，鄧雁希等13發(fā)現(xiàn)了白2+ +2SOH+Cu=S O Cu+2H2 2色沉淀生成。他們認(rèn)為當(dāng)溶液 pH 值大于 10，磷在水2+ +SOH+Cu +H O=SOCuOH+2H

14、2中以 2-和 3-兩種狀態(tài)存在，而這兩種離子均能HPO PO2+ +SOH +Cu =SOCu+xHxO=SOCuOH+（y+1）2+ +SOH +Cu +H Hy 2夠與溶液中鋼渣溶出的2+生成沉淀，而且溶度積較Ca由于鋼渣的多孔性，在鋼渣表面活性點(diǎn)位被重金小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液 pH 條件可以判斷出溶液中屬離子占據(jù)，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)在鋼渣表面形成難溶生成的白色的 Ca-P 沉淀，從而提高了鋼渣脫磷的效鹽從而導(dǎo)致重金屬離子的進(jìn)一步去除，則重金屬離子率，使得在磷濃度為 10 mg/L、鋼渣用量0.5 g/100 mL向鋼渣內(nèi)孔擴(kuò)散受到影響。因此，隨著震蕩時(shí)間的延長(zhǎng)， 和反應(yīng) 1 h 的條件下

15、，鋼渣脫磷率可達(dá)到 99%以上。重金屬離子的擴(kuò)散速率將隨之減小，重金屬離子的去14等實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鋼渣對(duì)廢水中Do Hyung Kima除率呈現(xiàn)前期增加較快、后期緩慢上升的趨勢(shì)。銅的去除主要采取沉淀作用機(jī)理，鋼渣中含有大量氧91.2 離子交換化物，模擬廢水初始 值高，則會(huì)形成 pH離子交換是依靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的靜電引 從而能夠?qū)~離子有效地去除。Cu（OH）沉淀，2力。在通過(guò)離子交換對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附去除的過(guò)程中，鋼渣表面帶負(fù)電能夠有效地吸附陽(yáng)離子，而不2 鋼渣水處理劑的研究現(xiàn)狀能有效地吸附陰離子，這主要是依靠靜電引力吸附 2.1 鋼渣處理重金屬污染廢水。然而離子交換吸附具有選擇性與離子的水

16、合半徑以 2.1.1 鋼渣處理含鉻廢水及離子的價(jià)數(shù)有關(guān) 。離子的價(jià)態(tài)越高，有效水合半10鉻是人體必需的微量元素，在肌體的糖代謝和脂徑越小、越容易與鋼渣中陽(yáng)離子發(fā)生離子交換。例如， 代謝中發(fā)揮特殊作用。水體中鉻主要以六價(jià)鉻和三價(jià)在2+ 3+2+和Cu 、Cr 、Pb2+等Zn4 種金屬離子中， 3+的價(jià)Cr鉻形式存在，其中六價(jià)鉻是具有高毒性的重金屬污染態(tài)最高，有效水合半徑最小，最容易與鋼渣表面吸附 物，具有較強(qiáng)的植物積累性。離子發(fā)生交換 鋼渣粒徑越小，鋼渣比表面積和表面能越高，同。1.3 還原作用時(shí)顆粒粒徑大小與顆粒內(nèi)部擴(kuò)散有著直接的關(guān)系，粒煉鋼過(guò)程是氧化熔煉過(guò)程，鐵液中部分鐵原子氧 徑越小吸附

17、質(zhì)的擴(kuò)散速率越大，越有利于吸附，因此，化，從而使得鋼渣中 FeO 含量較高。由于 FeO 能夠向?qū)撛尤胨w后通過(guò)吸附作用去除污染物的能力第 2 期 魏玲紅，等 新型鋼渣水處理劑去除水體污染物的研究現(xiàn)狀 75越強(qiáng) 。鄭禮勝等16研究了鋼渣粒徑對(duì)水體中鉻去除15達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼渣細(xì)度在 40160 目 2.1.3 鋼渣處理含鎳廢水時(shí)，隨著細(xì)度的增加，鋼渣吸附劑對(duì)鉻的去除效果增 含鎳廢水主要來(lái)源于電鍍和化學(xué)工業(yè)。長(zhǎng)期飲用加，但是增加值變化不大。這說(shuō)明鋼渣粒徑達(dá)到 40 目 鎳含量較高的水會(huì)增加癌癥發(fā)病率，目前，去除水體后，對(duì)鉻的去除效果就能夠達(dá)到最好的吸附效果。另

18、中鎳離子的方法主要是吸附法，常用的吸附劑為活性一方面，在制備鋼渣吸附劑時(shí)，如果要提高鋼渣細(xì)度， 炭?；钚蕴烤哂休^強(qiáng)的吸附性，鎳去除率較高，但由于就必須延長(zhǎng)鋼渣的研磨時(shí)間，不僅能耗較高，而且在活性炭?jī)r(jià)格較高，其應(yīng)用受到一定限制。王士龍等18研磨過(guò)程中可能會(huì)破壞鋼渣表面的微孔結(jié)構(gòu)，吸附效 采用鋼渣水處理劑對(duì)含鎳廢水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表果反而變差。因此在試驗(yàn)中，鄭禮勝等選用了 40 目鋼 明，溶液 pH 值大于 3， 2+含量在 300 mg/L 內(nèi)，反應(yīng)Ni渣作為鉻去除的水處理劑 時(shí)間為 40 min，溫度為 1040 ，鎳與鋼渣質(zhì)量比為。鋼渣堿度高、具有較強(qiáng)的吸附性能，能夠去除水 1/15 的條

19、件下，鋼渣對(duì)水體中 Ni 的去除率高于 99%，體中的重金屬離子，對(duì)于水體中的三價(jià)鉻和六價(jià)鉻均 出水能夠達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。王士龍等還發(fā)現(xiàn)，具有一定的去除作用。張運(yùn)徽等12的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 鋼渣對(duì)鎳的吸附性符合 Freudlich 吸附等溫式，在采鋼渣對(duì)水體中三價(jià)鉻的去除能力較高，在廢水 pH 值 用鋼渣作水處理劑處理含鎳廢水時(shí)，鋼渣對(duì)廢水中鎳為 2.512， 3+濃度在 0350 mg/L 范圍內(nèi)，按 3+與 的去除作用主要包括吸附作用和化學(xué)沉淀作用，當(dāng)鋼Cr Cr鋼渣質(zhì)量比為 1/35 的條件下加入鋼渣后， 3+的去除 渣溶于水后，溶液 pH 快速增加，鎳離子與 -結(jié)合形Cr OH率能夠

20、達(dá)到 99%以上。張運(yùn)徽等還發(fā)現(xiàn)，盡管鋼渣對(duì) 成氫氧化鎳沉淀，從而將鎳離子快速去除。3+有著較強(qiáng)的去除能力，但對(duì) 6+的去除能力較弱 2.1.4 鋼渣處理含砷廢水Cr Cr 。因此為了去除水體中的 6+，采用了加入亞硫酸鐵的 含砷廢水主要來(lái)源于冶金、石油、化工等行業(yè)。砷Cr方式，將 6+還原為 3+后再用鋼渣去除 是一種典型的毒性金屬，在自然水系中主要以無(wú)機(jī)砷Cr Cr 。Dakiky 等17的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，鋼渣對(duì)六價(jià)鉻的 酸鹽和亞砷酸鹽形式存在， 3+類化合物的毒性遠(yuǎn)比As去除效果不是很高。他們認(rèn)為，在較強(qiáng)的酸性條件下， 5+類化合物的毒性強(qiáng)。由于砷屬于類金屬，在水溶液AsC（r ）以-形

21、式存在，而在堿性和中性條件下，HCrO4中可形成砷酸鹽沉淀，這對(duì)于砷元素特別五價(jià)砷的去C（r ）則以2-和Cr O2 7CrO42-形式存在。但由于鋼渣表除十分有利。目前，去除水體中3+的方法包括生物氧As面帶負(fù)電，很難通過(guò)靜電吸附的方式將六價(jià)鉻去除?；?、吸附、離子交換、膜處理等 。鄭禮勝等20采用鋼渣19如前所述，鋼渣中含有 FeO 等具有還原性的氧化物， 對(duì)模擬含砷廢水和工業(yè)廢水中砷離子的去除進(jìn)行了實(shí)對(duì) 6+具有一定的還原性，因此鋼渣對(duì)水體中 6+的 驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在廢水 pH 為 3+的Cr Cr 1.59.0、As去除率只能達(dá)到 40%左右 濃度為 /鋼渣質(zhì)量比為 1/2 00

22、0 和反。 10200 mg/L、As3+2.1.2 鋼渣處理含銅廢水 應(yīng)時(shí)間 30 min 的條件下，模擬含砷廢水中砷的去除含銅廢水主要來(lái)自電鍍、冶煉、五金、石油化工等 率可達(dá) 98%以上。對(duì)于 pH 值為 1.18、砷含量34.4 mg/L行業(yè)。銅是人體生長(zhǎng)必須的微量元素，但過(guò)量的銅具 的工業(yè)廢水，按砷/鋼渣比為 1/2 000 加入鋼渣30 min有較大的毒性，可造成肝腎損害。目前，工業(yè)上處理含 后，砷的去除率可達(dá)到99.2%。銅廢水的方法主要有混凝沉淀法、離子交換法、電解 2.2 鋼渣處理有機(jī)廢水法、反滲透法等 。張從軍等2利用了鋼渣對(duì)廢水中22.2.1 鋼渣處理染料廢水Cu2+的去除

23、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋼渣對(duì) 印染廢水主要來(lái)源于紡織廠和印染廠，該類廢水2+的吸附一般在 240 min 即可達(dá)到吸附平衡，振蕩 排放量大、廢水顏色深，屬于難降解有機(jī)廢水。目前，Cu時(shí)間、溶液的 pH 值、鋼渣粒徑和反應(yīng)溫度對(duì) 2+的去 染料廢水處理方法主要有化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物Cu除率具有一定影響。他們認(rèn)為，鋼渣去除2+主要通Cu法或者幾種方法的優(yōu)化組合 。其中，應(yīng)用較多的是21-24過(guò)靜電吸附、表面配合、陽(yáng)離子交換和沉淀作用。鋼渣采用吸附法進(jìn)行脫色處理 。謝復(fù)青27采用了堿浸25-26對(duì) Cu 的吸附能夠較好地符合 Langmuir 和 法、超聲波和高溫活化法對(duì)鋼渣進(jìn)行改性后，

24、進(jìn)行了Freudlich吸附等溫線，由此計(jì)算出鋼渣對(duì) 2+的最大吸附量為 堿性品紅染料廢水的脫色實(shí)驗(yàn)。在處理堿性品紅廢水Cu36.1 mg/g。當(dāng)廢水中 2+的初始濃度為 時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度升高，不利于堿性品紅的去除。因?yàn)楫?dāng)溫Cu 50 mg/L、pH值 6.56.8、振蕩時(shí)間為 240 min、鋼渣投加量為 度固定時(shí)，吸附一般為自發(fā)進(jìn)行，因此吸附過(guò)程的吉5 g/L、鋼渣粒徑為 0.090.15 mm、反應(yīng)溫度為 30 時(shí)， 布斯函數(shù) G0，而物質(zhì)被吸附后其自由度下降，所以Cu2+的去除率超過(guò) 99%，出水 2+濃度低于 0.5 mg/L，能夠 吸附過(guò)程的熵變 S0。根據(jù) G=H-TS 可知，吸附C

25、u76第 35 卷過(guò)程是放熱過(guò)程 磷酸鹽去除率超過(guò)了 99%。鋼渣對(duì)磷的吸附容量為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性鋼渣對(duì)堿性品紅染料廢水具 18 mg/g，磷酸鹽的去除符合 Freundilich 吸附等溫方有較好的吸附性能，吸附等溫線符合 Freudlich 吸附 程式。等溫方程式，在適當(dāng)條件下鋼渣的脫色率達(dá)到 98.9%， 李曄等34采用高溫活化法對(duì)鋼渣進(jìn)行改性后，進(jìn)吸附量超過(guò) 71.9 mg/g。謝復(fù)青還對(duì)吸附劑的再生進(jìn)行 行了除磷實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高溫活化改性后了實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò) 600 的高溫作用，可完全降解鋼 的鋼渣對(duì)于廢水中磷酸鹽的去除作用明顯增強(qiáng)，當(dāng)廢渣吸附的品紅染料，從而達(dá)到鋼渣吸附

26、劑的再生，再 水中磷質(zhì)量濃度為 10 mg/L、pH 值為弱酸或弱堿性條生鋼渣吸附劑重復(fù)使用 5 次，脫色率仍能達(dá)到 件下、鋼渣用量 10 g/L 時(shí)，15 min 內(nèi)就可使出水磷含95.3%以上。謝復(fù)青等28對(duì)鋼渣再生還采用了微波降解的方 量降低至 0.1 mg/L 以下，出水磷濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家排式，在微波作用下，鋼渣-焦炭吸附劑可達(dá)到 700 高 放標(biāo)準(zhǔn)，磷的去除率達(dá)到 99%以上。如前所述，鄧雁希溫，從而使堿性品紅發(fā)生裂解和氧化，達(dá)到鋼渣再生等13認(rèn)為鋼渣水處理劑對(duì)廢水中磷的去除率能夠保的目的。持在較高水平是除了鋼渣吸附作用外，還存在磷的沉2.2.2 鋼渣處理含酚廢水淀作用。苯酚是一種酚

27、類有機(jī)物，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等方2.3.2 鋼渣處理含氟廢水面有著廣泛的應(yīng)用，但含酚廢水屬于有毒的污染廢 氟離子活性高，廢水中氟含量過(guò)高時(shí)會(huì)嚴(yán)重污染水。M Ahmaruzzaman 等29實(shí)驗(yàn)表明，不同的吸附劑對(duì)環(huán)境，對(duì)人類健康造成威脅。常用的含氟廢水處理方法含酚及其化合物廢水去除所需的pH 值不同，高瑾等30主要有吸附法、沉淀法 、離子交換法 、反滲透法、35 36-37實(shí)驗(yàn)表明在用鋼渣處理苯酚廢水時(shí)，隨著 pH 值的增 電滲析法38等。劉平等39利用鋼渣吸附法對(duì)去除廢水加去除率增大，但當(dāng) pH 值為 4 時(shí)去除率達(dá)到最大這 中氟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋼渣對(duì) - 具有F是因?yàn)楫?dāng) pH

28、 值大于 4 時(shí)，苯酚在水中電離平衡向右較好的去除能力，最優(yōu)的去除條件為：溶液 pH 值 410，移動(dòng)，苯酚離子增加，而苯酚離子與水的親和力較大，反應(yīng)時(shí)間 90 min，氟濃度 40 mg/L、反應(yīng)時(shí)間 90 min、鋼所以鋼渣對(duì)苯酚的去除率降低。當(dāng) pH 值小于 4 時(shí)，由渣用量為 9.0 g 時(shí)，氟的去除率可達(dá)到77.77%。于鋼渣表面帶負(fù)電，溶液中H+濃度較高，與苯酚產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)從而使鋼渣去除苯酚的去除率降低。3 應(yīng)用前景鋼渣是煉鋼過(guò)程的副產(chǎn)品，也是一類鋼鐵企業(yè)的劉盛余等10在研究鋼渣去除多種污染物機(jī)理時(shí)， 固體廢棄物。鋼渣對(duì)水體中污染物的去除主要通過(guò)吸重點(diǎn)探討了鋼渣對(duì)苯酚的去除效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)

29、果表明， 附和沉淀兩種作用，還原作用和離子交換作用相對(duì)較鋼渣對(duì)苯酚廢水的去除主要通過(guò)吸附作用，去除率最小。這是由于鋼渣中含有大量堿性氧化物使得污水中高達(dá)到 50%左右。去除率較低的原因是苯酚在水中電加入一定量鋼渣后溶液 pH 處于堿性條件，而在堿性離出的苯酚根離子具有電負(fù)性，而鋼渣表面同樣帶有條件下鋼渣表面帶負(fù)電，根據(jù)電負(fù)性原理，劉盛余等負(fù)電荷，由于電負(fù)性相同而相互排斥，苯酚根離子很10 認(rèn)為，鋼渣水處理劑對(duì)污染水體中的陽(yáng)離子的吸附容難擴(kuò)散到鋼渣表面而被吸附，因此鋼渣對(duì)苯酚的去除 量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)陰離子的吸附容量，同時(shí)鋼渣對(duì)重金能力較低。屬離子的吸附也存在選擇性，其選擇性主要與離子的2.3 鋼渣

30、處理無(wú)機(jī)廢水2.3.1 鋼渣處理含磷廢水電性、電價(jià)、離子半徑和水化熱等因素有關(guān)。由此可磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素之一，有效地控制見，采用鋼渣作為吸附劑去除水體污染物時(shí)需要考慮污水中磷含量對(duì)于保護(hù)水資源和自然資源非常重 污染物的物化性能，從而保證污染物的去除率。與此要。目前，常用的除磷方法主要有沉淀法、生物除磷同時(shí)，水處理?xiàng)l件對(duì)鋼渣去除污染物效率也有較大影法、結(jié)晶法和吸附與離子交換法31等。王莉紅等32對(duì) 響?，F(xiàn)有文獻(xiàn)更多從震蕩時(shí)間、反應(yīng)溫度、鋼渣用量、鋼渣處理含磷廢水進(jìn)行了初步研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 鋼渣粒徑、震蕩速度、溶液 pH 值等方面進(jìn)行了深入研當(dāng)廢水中磷含量 25 mg/L、pH 為 6

31、.07.0、鋼渣用量為究，力求在現(xiàn)有條件下為鋼渣開辟出在水處理方面的7.5 g/L、反應(yīng)時(shí)間為 2 h 時(shí)，污水中磷去除率可達(dá)99%應(yīng)用途徑。以上，出水磷含量符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。Lan 等33采用鋼另一方面，鋼渣自身的物化性能同樣對(duì)其水處理渣作為水處理劑對(duì)污水中磷酸鹽進(jìn)行去除，鋼渣加入 性能起到重要影響，而鋼渣的處理方式對(duì)其物化性能量、pH 值、接觸時(shí)間和初始磷濃度對(duì)磷酸鹽去除率 影響同樣顯著。例如，目前各大鋼鐵企業(yè)采用的鋼渣影響顯著。鋼渣用量 7.5 g/L、接觸時(shí)間 2 h、pH 為 7時(shí)，預(yù)處理方法主要以熱潑和水淬為主，得到的鋼渣具有第 2 期 魏玲紅，等 新型鋼渣水處理劑去除水體污染物的

32、研究現(xiàn)狀 77粒徑較大、易磨性差、單質(zhì)鐵及 FeO 含量較低等特點(diǎn)，6 Cha Woosuk，Kim Jungwoo，Choi Heechul. Evaluation of這些性能都不利于水處理用鋼渣水處理劑的制備?，F(xiàn)steel slag for organic and inorganic removals in soil aquifertreatmentJ. Water Research，2006（40）：1034-1042.有文獻(xiàn)中，用于去除水體污染物的鋼渣水處理劑主要是采用現(xiàn)有鋼渣進(jìn)行研磨后得到，部分文獻(xiàn)提到了通過(guò)高溫或化學(xué)法活化后，能夠在一定程度上提高鋼渣水處理劑去除污染物的效率，但由

33、于鋼渣細(xì)磨工藝能7 董曉丹，王濤.鋼渣在污水處理及生態(tài)治理中的應(yīng)用J.煉鋼，2008，22（2）：57-61.Dong Xiao-dan，Wang Tao. Application of the steelmaking耗高，而污染物去除效率又難以保證的前提下，很難slag in wastewater treatment and ecology controlJ. Steelmaking，2008，22（2）：57-61（. in Chinese）在水處理過(guò)程中大規(guī)模采用鋼渣水處理劑。如果能夠8 朱躍剛，陳仁民.鋼渣吸附劑在廢水處理中的應(yīng)用J.武鋼改進(jìn)鋼渣預(yù)處理工藝，在凝固之前將液態(tài)鋼渣破碎成技

34、術(shù)，2007，45（3）：35-38.滴，不僅對(duì)液態(tài)鋼渣的顯熱回收創(chuàng)造條件，而且破碎 Zhu Yue-gang， Chen Ren-min. Application of steel slag adsorbent in wastewater treatmentJ. WISCO Technology，后的渣?？芍苯佑糜谒幚砉に?，從而減少固態(tài)渣細(xì)2007，45（3）：35-38（. in Chinese）磨而消耗更多的能源。在風(fēng)淬法工藝的基礎(chǔ)上，本課題組設(shè)計(jì)了氣淬?；簯B(tài)鋼渣處理工藝，在密閉系統(tǒng)內(nèi)對(duì)液態(tài)鋼渣進(jìn)行氣淬?；?，得到的?；撛汕? Dimit rova SV. Metal soptio

35、n on blast furnace slagJ. WaterResearch，1996（30）：228-233.10 劉盛余，馬少健.鋼渣吸附劑吸附機(jī)理的研究J.環(huán)境工程形，粒徑主要分布在 0.10.45 mm 和 12 mm，該氣淬學(xué)報(bào)，2008，2（1）：115-119.鋼渣粒徑小而均勻、內(nèi)部疏松多孔、易磨性好40，在此Liu Sheng -yu，Ma Shao -jian. Study on absorption me 基礎(chǔ)上加以改性處理更能適于制備鋼渣吸附劑。chanics of steel slagJ. Chinese Journal of Environmental綜合來(lái)看，隨著

36、鋼渣預(yù)處理工藝的發(fā)展，以及水Engineering，2008，2（1）：115-119（. in Chinese）11 楊慧芬，傅平豐，周楓.鋼渣顆粒對(duì)水中 C（r ）的吸附與還處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼渣在水處理領(lǐng)域必將具有廣闊的應(yīng)用前景，從而實(shí)現(xiàn)以廢治廢、變廢為寶的目的，發(fā)揮其不可再生資源的綜合利用價(jià)值。原作用J. 過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2008，8（3）：499-503.Yang Hui-fen，F(xiàn)u Ping-feng，Zhou Feng. Adsorption andreduction of C（r ）in aqueous solution using steel slag par參考文獻(xiàn) ti

37、clesJ. Chinese Journal of Process Engineering，2008，81 郭家林，趙俊學(xué)，黃敏. 鋼渣綜合利用技術(shù)綜述及建議J. 中國(guó)冶金，2009，19（2）：35-38.Guo Jia -lin，Zhao Jun -xue，Huang Min.Technical review（3）：499-503（. in Chinese）12 張運(yùn)徽. 鋼渣處理含鉻廢水的研究J. 三明高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2001，18（4）：6-9.Zhang Yun-hui. A research for treating wastewater containingand sugges

38、tions of comprehensive utilization of steel slagJ.China Metallurgy, 2009，19（2）：35-38（. in Chinese）2 張從軍，甘義群，蔡鶴生. 利用鋼渣處理含銅廢水的試驗(yàn)研究J. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005，28（1）：85-86.Zhang Cong-jun，Gan Yi-qun，Cai He-sheng. Study onchromium with slagJ. Journal of Sanming College，2001，18（4）：6-9（. in Chinese）13 鄧雁希，許虹，鐘佐燊，等. 鋼渣對(duì)廢水中磷的去除J. 金屬礦山，2003（5）：49-51.Deng Xi-yan，Xu Hong，Zhong Zuo-shen，et al. Removalremoval of copper ions from wastewater by steel slag J.Environmental Science & Technology，2005，28（1）：85-86.of phoshorus from wastewater by steel slagJ. Metal Mine,2003（5）：49-51（. in Chinese）（in Chinese）14 Do Hyung