煤矸石-铝盐改性粉煤灰联合净化复合污染矿井水动态试验

作者：李喜林; 李健; 孙璐; 张雪娇; 刘思初

来源：安全与环境学报, 2024, 24(02): 703-712.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2022.2557

• 环境工程学
• 矿井水
• 煤矸石
• 铝盐改性粉煤灰
• 动态试验

为解决矿井水中F-、Fe2+、Mn2+和化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）污染超标问题，采用煤矸石（Coal Gangue, CG）与铝盐改性粉煤灰（Al-FA）做吸附剂，通过动态柱试验探究CG和Al-FA对F-、Fe2+、Mn2+和COD去除效果的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FT-IR）等手段对CG和Al-FA进行测试，以分析两种工业固废对复合污染矿井水的净化机理。试验结果显示：进水流速为4 mL/min, CG填充质量为200 g时，CG动态柱对Fe2+和Mn2+的吸附质量比最高分别为25.03 mg/g和11.73 mg/g;进水流速为4 mL/min, Al-FA填充质量为1 000 g时，Al-FA动态柱对F-和COD的吸附质量比最高分别为3.35 mg/g和14.22 mg/g。CG动态柱和Al-FA动态柱串联5 d时，对F-、Fe2+、Mn2+和COD去除率皆高于95%。CG对F-、Fe2+和Mn2+的去除主要通过静电引力吸附、离子交换和表面配位吸附作用。Al-FA主要通过Al3+水解产生的多核羟基络合物的吸附电中和絮凝作用及离子交换作用去除F-和COD。CG与Al-FA的联合使用，达到了同步去除F-、Fe2+、Mn2+和COD的目的。研究为净化矿区矿井水提供了一种有效且环保的方法。

• 单位
  辽宁工程技术大学; 土木工程学院