高铁酸盐作为一种环保型绿色水处理药剂, 具有很强的氧化能力, 氧化还原电位甚至高于臭氧等一些强氧化剂。高铁酸盐经反应后生成的Fe3+具有很好的吸附性, 可以通过更深层次的强化吸附去除水体中污染物。高铁酸盐药剂在工业污水处理中的应用前景十分广阔。
1、高铁酸盐对铅的去除研究
铅是一种具有毒性的元素, 生物体内若含铅较高, 就会造成铅中毒。高铁酸盐对铅的去除, 主要依靠反应所生成Fe(OH)3的吸附作用, 而且在碱性条件下, 铅会以络合态存在, 形成Pb(OH)2沉淀, 从而将其从水中去除。对高铁酸钾处理模拟高浓度含铅矿井水中的铅进行研究, 结果表明, 铅的去除率随pH的改变而变化, pH在8～10范围内, 铅去除率达到95%, 去除效果好。利用高铁酸钾处理模拟重金属废水, 研究表明, pH是影响模拟水样中铅去除率的一个重要因素, 不同pH条件下去除率有所不同, 但是在一定投加量下, 高铁酸钾能够使水中的铅达到国家排放标准。如上所述, 高铁酸钾对模拟的含铅废水具有较好的去除效果, 但是面对成分复杂、污染物浓度各异的实际水体, 其具体去除效果和机理还需深入研究。
2、高铁酸盐对铬的去除研究
Cr(Ⅵ) 是一种致癌物, 其毒性大、难去除且有生物放大效应, 对人类的健康危害巨大, 印染、化工、金属冶炼等企业排出大量含铬废水。Cr(Ⅵ) 的去除是靠高铁酸钾反应产生具有较好的吸附性的Fe(Ⅲ) , 同时, Cr(Ⅵ) 也是强氧化剂, 可与还原性物质强烈反应, 生成Cr(Ⅲ) , 进而生成Cr(OH)3沉淀从水中去除。利用高铁酸钾对微污染水中的Cr(Ⅵ) 进行处理, 研究表明, 当氧化和絮凝段的pH与时间为一定值时, 在相应条件下, Cr(Ⅵ) 的去除率可达84.41%。证明了高铁酸钾可以高效去除水中的Cr(Ⅵ) 。
3、高铁酸盐同时去除多种重金属
废水中的重金属离子主要由化工、冶炼等企业排入水体, 不同企业排出的重金属种类、含量及各自的存在形态也不同。待处理废水中同时含有两种或两种以上重金属离子时高铁酸盐的去除效果是否受到影响也是一个值得探究的问题。利用高铁酸钾同时去除河水中的重金属 (Cu、Mn和Zn) , 结果表明, 高铁酸钾对重金属的去除过程中, 其氧化絮凝作用非常显著, 且去除效率与pH相关, 而总体温度对高铁酸盐和重金属之间的反应没有任何影响。利用K2FeO4有效地处理了砷、铅复合污染, 在K2FeO4投加量为24mg/L时, 对砷、铅的去除率分别可达到99.30%、100%, 且溶液pH小于7时, 同时去除砷、铅效果较好。但与单独污染相比, 低K2FeO4投加量下砷与铅存在明显的竞争关系, 且K2FeO4的投加量并不是越多越好, 这可能与吸附容量有关。将高铁酸钾用于处理砷和锑的组合污染, As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ) 被氧化后通过Fe(Ⅵ) 的还原产物从溶液中吸附分离。结果表明, 在双溶质溶液中2种元素的吸附速率较单溶质溶液有显著提高, 证明砷和锑之间存在协同作用。
高铁酸盐在污水深度处理中的应用研究远不止上述几项, 重金属污染问题日趋严峻, 其造成的后果也极其严重。高铁酸盐独特的优势在于极强的氧化性和良好的混凝效果。高铁酸盐在降解污染物的过程中, 通过单电子和双电子转移的机制, Fe(Ⅵ) 被还原为Fe(Ⅲ) 或Fe(Ⅱ) , 反应过程中, 中间价态还会产生复杂络合物, 产生吸附、电中和以及网捕等正向效果, 其具体的反应机理途径与处理污染物本身的化学特性相关。高铁酸盐的处理效果与溶液pH的高低密不可分, 因此在利用高铁酸盐处理污染物时, pH的控制也至关重要。
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