火山渣是一种在火山喷发过程中岩浆通过火山通道,经高温燃烧喷出后冷却形成的矿渣状多孔岩石,它来源广泛、价格低廉、方便开采,且具有耐腐蚀、耐酸碱、渗水性好等工程性质。火山渣资源在吉林省的储备量十分丰富,已超过3000万m3,居全国第一,目前主要用于建材行业。为解决水环境污染日益加重、水处理成本过高及火山渣产品附加值低等问题,本研究以火山渣作为吸附剂,确定了PFC(聚合氯化铁)和氯化铁改性火山渣的制备条件并进行了表征,同时开展了改性火山渣去除重金属镍和有机物苯酚的应用研究,可大幅度降低水处理成本,为火山渣应用于水处理行业提供技术支持。主要内容包括:(1)PFC改性火山渣的制备及表征对火山渣进行性能测试,实验结果表明火山渣的破碎率与磨损率之和Cb=3.24%、含泥量Cs=0.21%、盐酸可溶率Cha=0.34%、空隙率ν=46%均符合水处理用人工陶粒滤料的标准,可作为吸附剂。采用涂层改性的方法制备PFC改性火山渣,考察了PFC浓度、浸泡时间、煅烧温度对制备效果的影响,并确定了最佳制备工艺条件。表征分析改性前后火山渣的表面形态及比表面积:PFC改性后火山渣的孔隙增多,表面粗糙度明显增加,比表面积由0.3008m2/g增多为0.9075m2/g,是原火山渣的3.02倍。(2)PFC改性火山渣对镍的吸附研究实验考察了PFC改性火山渣用量、体系p H值、吸附温度、吸附时间及镍初始浓度对吸附过程的影响,确定了最佳吸附工艺条件,在此条件下PFC改性火山渣对镍的去除率提升了39.63%,最高可达79.91%。PFC改性火山渣对镍的吸附等温线符合Freundlich吸附模型,吸附过程符合准一级吸附动力学模型。(3)Fe Cl3改性火山渣的制备及表征选取Fe Cl3作为涂层剂对火山渣进行改性,考察了Fe Cl3浓度、浸泡时间、煅烧温度对制备效果的影响,并确定了最佳制备工艺条件。表征分析改性前后火山渣的表面形态及比表面积:Fe Cl3改性后火山渣表面附着了多层α-Fe2O3膜,粗糙度明显增大,比表面积由0.3008m2/g增多为0.9083m2/g,是原火山渣的3.02倍。(4)Fe Cl3改性火山渣对苯酚的吸附研究实验考察了吸附温度、吸附时间、体系p H值、Fe Cl3改性火山渣用量及苯酚的初始浓度对吸附过程的影响,确定了最佳吸附工艺条件,在此条件下Fe Cl3改性火山渣对苯酚的去除率提升了36.09%,最高可达76.72%。Fe Cl3改性火山渣对苯酚的吸附等温线符合Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型,吸附过程符合准一级吸附动力学模型。火山渣可作为吸附剂处理含镍、苯酚废水,具有吸附速率快、成本低等优点。