第9期 谷启源等：煅烧温度对硅藻土净化焦化废水效能的影响 ·993· 族化合物，大部分都是难降解有机物习.目前焦化 本理学)DMAX-RB12kW旋转阳极衍射仪上进行， 废水主要采用生化方法进行处理，但生化法对进水 工作条件为Cu靶，波长0.15406nm,工作电压为40 污染物含量有严格要求，尤其是有毒物质浓度.同 kV,工作电流为150mA.各煅烧样品的红外光谱测 时，由于生化处理设施规模大、停留时间长以及投资 试采用KBr压片法，在美国Nicolet公司生产的红外 费用高，如果能在废水进入二级生化处理之前适当 光谱仪上测定. 削减污染物总浓度和有毒污染物浓度，则可有效降 1.2分析方法 低处理负荷和提高生化处理的稳定性) 焦化废水的检测主要采用光度法在254和269 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由 m处进行测定，分别对应于芳香类有机污染物和酚 地质演化历史时期形成的单细胞水生植物硅藻遗体 类有机污染物.废水的COD测定采用微波消解的 组成，其化学组成以Si02为主，杂质主要为Fe203和 方法，然后采用硫酸亚铁铵滴定液滴定，氨氮采用纳 A山，O,等.硅藻土的矿物组成主要以蛋白石(S0,· 氏试剂法测量 H20,又称无定型二氧化硅)为主，伴生矿物有高岭 1.3分析方法 石、伊利石和蒙脱石等回.近年来，由于硅藻土独特 取一定量的硅藻土放入锥形瓶中，加入100mL 的硅藻壳体结构，使其具有比表面积大、强吸附性、 焦化废水，置于恒温震荡器中震荡24h,转速为100 化学稳定性和孔隙率高等优点，对污水有极好的净 r·min-l,震荡结束后保温静置30min,上清液用 化效果，在有机废水、重金属废水以及城市污水处理 0.45m滤膜进行过滤后取样，用于吸光度、COD和 方面一山得到广泛应用和研究.本研究选用临江硅 氨氮的测定 藻土和张家口硅藻土进行焦化废水的吸附净化，对 比了两种不同产地硅藻土的性质和对焦化废水的净 2结果与讨论 化效能，为焦化废水的预处理和后处理提供借鉴. 2.1对硅藻土官能团的影响 1实验 两种硅藻土在各温度下煅烧前后的红外光谱 (FTR)如图1所示.图1(a)中，临江硅藻土在 1.1实验仪器和试剂 1090cm处硅藻土特征吸收峰，且在1200cm处 实验仪器为：UVmini一1240紫外可见分光光度 有一肩状吸收，属于Si一0反对称伸缩振动：801 计(Shimadzu),PHS-2C酸度计，磁力搅拌器.所用 cm1吸收带，归属于Si一0对称伸缩振动.471 试剂均为分析纯.焦化废水取自河南某焦化厂，化 cm'吸收带，归属于Si一0四面体中0一Si一0反 学需氧量(C0D)为3987.20~4270.64mgL-1,氨 对称弯曲振动2-切.经过煅烧1090cm-1处吸收峰 氮为171.64~200.45mgL-1,使用时稀释10倍，初 变宽.临江硅藻土在2852和2925cm-1处的振动峰 始pH值为8.8.张家口硅藻土和临江硅藻土在使 在煅烧前后吸收峰都比较弱，而且几乎没有发生变 用前未经处理，需要处理时在马弗炉中煅烧2h. 化，证明临江硅藻土中有机质含量较低.这可从能 样品的形貌通过扫描电镜(SEM,ZEISS EVO18 谱分析中得到证明.张家口硅藻土和临江硅藻土在 EDS:BRUKER X Flash Detector5O1O)观察，同时进 795和470cm处都出现了硅藻土的特征吸收峰， 行能谱分析.样品的X射线衍射检测在Rigaku(日 但张家口硅藻土多出现690和560cm-1处的吸收 100r 100r 80 原临江硅藻土 ·原张家口硅藻土 -400℃爱烧 400℃烧 500℃煅烧 500℃熳烧 600C段格 600℃煅烧 0 700℃煅烧 0 -700℃燬烧 4000350030002500200015001000500 4000350030002500200015001000500 波数lcm 波数/cm-l 图1临江硅藻土()和张家口硅藻土(b)在各温度下煅烧前后的红外光谱 Fig.1 FTIR of diatomites from Linjiang (a)and Zhangjiakou (b)before and after calcination at different temperatures第 9 期 谷启源等: 煅烧温度对硅藻土净化焦化废水效能的影响 族化合物，大部分都是难降解有机物［1--2］． 目前焦化 废水主要采用生化方法进行处理，但生化法对进水 污染物含量有严格要求，尤其是有毒物质浓度． 同 时，由于生化处理设施规模大、停留时间长以及投资 费用高，如果能在废水进入二级生化处理之前适当 削减污染物总浓度和有毒污染物浓度，则可有效降 低处理负荷和提高生化处理的稳定性［3］． 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由 地质演化历史时期形成的单细胞水生植物硅藻遗体 组成，其化学组成以 SiO2为主，杂质主要为 Fe2O3和 Al2O3等． 硅藻土的矿物组成主要以蛋白石( SiO2 · H2O，又称无定型二氧化硅) 为主，伴生矿物有高岭 石、伊利石和蒙脱石等［4］． 近年来，由于硅藻土独特 的硅藻壳体结构，使其具有比表面积大、强吸附性、 化学稳定性和孔隙率高等优点，对污水有极好的净 化效果，在有机废水、重金属废水以及城市污水处理 方面［5--11］得到广泛应用和研究． 本研究选用临江硅 藻土和张家口硅藻土进行焦化废水的吸附净化，对 比了两种不同产地硅藻土的性质和对焦化废水的净 化效能，为焦化废水的预处理和后处理提供借鉴． 图 1 临江硅藻土( a) 和张家口硅藻土( b) 在各温度下煅烧前后的红外光谱 Fig． 1 FTIR of diatomites from Linjiang ( a) and Zhangjiakou ( b) before and after calcination at different temperatures 1 实验 1. 1 实验仪器和试剂 实验仪器为: UVmini--1240 紫外可见分光光度 计( Shimadzu) ，PHS--2C 酸度计，磁力搅拌器． 所用 试剂均为分析纯． 焦化废水取自河南某焦化厂，化 学需氧量( COD) 为 3 987. 20 ～ 4 270. 64 mg·L － 1 ，氨 氮为 171. 64 ～ 200. 45 mg·L － 1 ，使用时稀释 10 倍，初 始 pH 值为 8. 8． 张家口硅藻土和临江硅藻土在使 用前未经处理，需要处理时在马弗炉中煅烧 2 h． 样品的形貌通过扫描电镜( SEM，ZEISS EVO 18 EDS: BRUKER X Flash Detector 5010) 观察，同时进 行能谱分析． 样品的 X 射线衍射检测在 Rigaku( 日 本理学) DMAX--RB 12 kW 旋转阳极衍射仪上进行， 工作条件为 Cu 靶，波长 0. 154 06 nm，工作电压为 40 kV，工作电流为 150 mA． 各煅烧样品的红外光谱测 试采用 KBr 压片法，在美国 Nicolet 公司生产的红外 光谱仪上测定． 1. 2 分析方法 焦化废水的检测主要采用光度法在 254 和 269 nm 处进行测定，分别对应于芳香类有机污染物和酚 类有机污染物． 废水的 COD 测定采用微波消解的 方法，然后采用硫酸亚铁铵滴定液滴定，氨氮采用纳 氏试剂法测量． 1. 3 分析方法 取一定量的硅藻土放入锥形瓶中，加入 100 mL 焦化废水，置于恒温震荡器中震荡 24 h，转速为 100 r·min － 1 ，震荡结束后保温静置 30 min，上 清 液 用 0. 45 μm 滤膜进行过滤后取样，用于吸光度、COD 和 氨氮的测定． 2 结果与讨论 2. 1 对硅藻土官能团的影响 两种硅藻土在各温度下煅烧前后的红外光谱 ( FTIR) 如 图 1 所 示． 图 1 ( a) 中，临 江 硅 藻 土 在 1 090 cm － 1 处硅藻土特征吸收峰，且在 1 200 cm － 1 处 有一肩状吸收，属于 Si—O 反对称伸缩振动; 801 cm － 1 吸 收 带，归 属 于 Si—O 对 称 伸 缩 振 动． 471 cm － 1 吸收带，归属于 Si—O 四面体中 O—Si—O 反 对称弯曲振动［12--13］． 经过煅烧 1 090 cm － 1 处吸收峰 变宽． 临江硅藻土在 2 852 和 2 925 cm － 1 处的振动峰 在煅烧前后吸收峰都比较弱，而且几乎没有发生变 化，证明临江硅藻土中有机质含量较低． 这可从能 谱分析中得到证明． 张家口硅藻土和临江硅藻土在 795 和 470 cm － 1 处都出现了硅藻土的特征吸收峰， 但张家口硅藻土多出现 690 和 560 cm － 1 处的吸收 ·993·