弱磁場(chǎng)強(qiáng)化零價(jià)鐵高效去除水中Cr(VI)-As(V)效能研究.pdf

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的提高，鉻/砷污染成為越來越受人們關(guān)注的環(huán)境問題。一定濃度的Cr(VI)或 As(V)能導(dǎo)致人體急慢性中毒，其隨意排放勢(shì)必會(huì)威脅人類及動(dòng)植物的健康安全。目前Cr(VI)、As(V)的去除技術(shù)有氧化還原法、混凝法、吸附法、離子交換法、電化學(xué)法等，均不同程度上存在處理量低、工藝操作復(fù)雜、易造成二次污染等問題。
　　本研究提出弱磁場(chǎng)強(qiáng)化零價(jià)鐵除Cr(VI)/As(V)技術(shù)。研究了勻強(qiáng)磁場(chǎng)下弱磁場(chǎng)強(qiáng)化零價(jià)鐵除Cr(VI)規(guī)律

2、，確定其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；探究了在磁場(chǎng)條件下溶液中帶電離子受力情況；考察了弱磁場(chǎng)中，共存陰離子對(duì)零價(jià)鐵除砷去除速率的影響。為合理有效的進(jìn)行除鉻、砷工藝設(shè)計(jì)和控制提供相關(guān)依據(jù)。通過對(duì)弱磁場(chǎng)強(qiáng)化零價(jià)鐵除Cr(VI)行為規(guī)律的研究表明，在無外加磁場(chǎng)時(shí)，零價(jià)鐵除Cr(VI)的反應(yīng)速率隨鐵投量的增加而增大。外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，除Cr(VI)速率明顯提高。在磁場(chǎng)強(qiáng)度2~3 mT時(shí)，速率達(dá)到最大0.159 mg·L-1·min-1，與無外加磁場(chǎng)條件下相比，

3、可以提高3~4倍。磁場(chǎng)強(qiáng)度在5~10 mT范圍內(nèi)，反應(yīng)速率先增快后減慢。反應(yīng)速率越快，鐵粉表面腐蝕程度越高，外加磁場(chǎng)能夠加快零價(jià)鐵的腐蝕，進(jìn)而加速零價(jià)鐵除 Cr(VI)反應(yīng)。鐵的腐蝕產(chǎn)物主要是磁鐵礦和磁赤鐵礦。在對(duì)不同強(qiáng)度磁場(chǎng)中零價(jià)鐵產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的三維數(shù)值模擬結(jié)果可知，感應(yīng)磁場(chǎng)是不均勻磁場(chǎng)，最大磁場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)在零價(jià)鐵內(nèi)部和表面，約為外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的2倍。感應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)梯度力能夠驅(qū)動(dòng)順磁性Fe2+離子向磁場(chǎng)強(qiáng)度大的方向移動(dòng)。洛倫茲力對(duì)零價(jià)

4、鐵顆粒作用較小，磁場(chǎng)梯度力是加速零價(jià)鐵腐蝕的主要作用力。弱磁場(chǎng)與共存陰離子耦合作用對(duì)零價(jià)鐵除As(V)反應(yīng)影響發(fā)現(xiàn)，在未加弱磁場(chǎng)的條件下，氯離子、硝酸根離子均能在一定程度上加速零價(jià)鐵除砷體系的反應(yīng)速率，促進(jìn)程度隨相應(yīng)離子濃度的增大而增大。低濃度腐殖酸對(duì)體系影響較小，高濃度腐殖酸能增加零價(jià)鐵除As(V)的去除率。三種離子促進(jìn)程度為Cl>3NO?>HA。硅酸根離子和磷酸根離子能夠抑制零價(jià)鐵除砷反應(yīng)，抑制作用隨著相應(yīng)離子濃度的增大而更加明顯，