原位鐵（氫）氧化物去除受污染水中鉬離子的效能與機(jī)理.pdf

1、鉬是動(dòng)植物必需的一種微量元素，也是一種重要的自然資源，廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、石油及化學(xué)工業(yè)、復(fù)合材料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。隨著鉬礦資源的不斷開(kāi)發(fā)，由于開(kāi)采技術(shù)粗放、尾礦處理不當(dāng)、選礦廢水不合理排放等原因造成鉬礦周圍水體的鉬污染問(wèn)題日益突出。人體長(zhǎng)期攝入過(guò)量的鉬會(huì)導(dǎo)致諸如腸胃功能失調(diào)、生長(zhǎng)遲緩、貧血、甲狀腺機(jī)能減退、骨骼和關(guān)節(jié)畸形、不孕不育、肝腎功能異常等疾病的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡。因此，有必要采取有效的技術(shù)手段來(lái)去除水中過(guò)量的鉬?；炷?/p>

2、淀過(guò)濾工藝是飲用水處理傳統(tǒng)工藝，具有造價(jià)低、效果好、操作簡(jiǎn)單、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)水中多種金屬離子具有良好的去除效果。因此，本文選取多種水處理常用的鐵鹽作為混凝劑，研究鐵鹽原位水解形成的鐵氧化物(氫氧化物)對(duì)水中鉬離子的去除效果、影響因素和反應(yīng)機(jī)理，以期為水中鉬離子去除的生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
　　研究表明，氯化鐵、硫酸鐵、X-硫酸鐵三種混凝劑原位水解形成的鐵氧化物(氫氧化物)均對(duì)Mo(Ⅵ)的去除具有良好的效果。在以純

3、水為背景水的條件下，三者對(duì)Mo(Ⅵ)的去除都表現(xiàn)出隨pH的增加而先增大后減小的規(guī)律。不同pH下鐵鹽混凝劑對(duì)Mo(Ⅵ)的去除效果受三方面因素的影響：①鐵的去除率；②鐵鹽絮體的Zeta電位；③Mo(Ⅵ)的形態(tài)。三個(gè)因素共同作用，導(dǎo)致不同pH下鐵鹽混凝劑對(duì)Mo(Ⅵ)去除效果的不同。
　　在鐵鹽除Mo(Ⅵ)的各種影響因素中，水溫和離子強(qiáng)度對(duì)三種鐵鹽的除Mo(Ⅵ)效果都沒(méi)有明顯影響；鈣離子不會(huì)影響氯化鐵和X-硫酸鐵的除Mo(Ⅵ)效果，卻會(huì)對(duì)

4、硫酸鐵除Mo(Ⅵ)產(chǎn)生抑制作用；共存陰離子(包括腐殖酸)對(duì)鐵鹽混凝劑除Mo(Ⅵ)的影響涉及三個(gè)方面：①共存陰離子對(duì)鐵去除率的影響；②共存陰離子對(duì)Mo(Ⅵ)在鐵鹽絮體表面吸附的競(jìng)爭(zhēng)作用；③共存陰離子對(duì)鐵鹽絮體 Zeta電位的影響。三方面的影響共同作用，導(dǎo)致不同陰離子對(duì)鐵鹽混凝劑除Mo(Ⅵ)效果的不同影響。
　　以硫酸鐵為代表研究了鐵鹽混凝劑的除Mo(Ⅵ)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)Mo(Ⅵ)被吸附到硫酸鐵絮體表面而形成內(nèi)層表面絡(luò)合物。在低硫酸鐵投量下

5、，硫酸鐵絮體的共沉淀作用并不明顯；而在高硫酸鐵投量下，共沉淀對(duì)Mo(Ⅵ)的去除具有一定作用。
　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，X1.0-硫酸亞鐵溶液(也即X-硫酸鐵溶液)的除Mo(Ⅵ)效果遠(yuǎn)高于純硫酸亞鐵溶液，具有和硫酸鐵溶液相當(dāng)?shù)某齅o(Ⅵ)效率，并且在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)其除Mo(Ⅵ)效果不隨陳化時(shí)間的增加而降低。原因是藥劑X的添加使硫酸亞鐵溶液中大部分的Fe2+被氧化成Fe3+，并且溶液酸性增強(qiáng)，F(xiàn)e3+不易水解。
　　在以實(shí)際水為背景水的條

6、件下，三種鐵鹽混凝劑對(duì)水中Mo(Ⅵ)的去除效果大致相當(dāng)，都表現(xiàn)出隨pH的增加而降低的規(guī)律。為同時(shí)保證高效的除Mo(Ⅵ)效果和盡量低的藥劑投加量，宜將混凝過(guò)程的pH控制到5.0，待Mo(Ⅵ)從水中去除后再將被處理水調(diào)回中性。當(dāng)Mo(Ⅵ)初始濃度為0.7mg/L時(shí)，為使處理后水中Mo(Ⅵ)濃度滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》的要求(≤0.07 mg/L)，三種混凝劑的投加量都要至少15 mg/L(以Fe計(jì))。單從藥劑投加