活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵去除溴酸鹽的研究.pdf

1、當(dāng)水體中溴離子(Br-)濃度超過20μg/L時(shí)，經(jīng)臭氧深度處理后會(huì)生成消毒副產(chǎn)物——溴酸鹽。溴酸鹽具有潛在致癌性，已被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)潛在致癌物。世界衛(wèi)生組織和美國(guó)環(huán)境保護(hù)局均規(guī)定飲用水中溴酸鹽含量應(yīng)低于10μg/L。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)如《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)和《飲用天然礦泉水》(GB8537-2008)均將溴酸鹽的含量限定為10μg/L。因此對(duì)因臭氧深度處理飲用水而產(chǎn)生的溴酸鹽副產(chǎn)物的去除研究迫在眉睫。本

2、文采用改性活性炭負(fù)載納米鐵(nZVI/MAC)去除水中的溴酸鹽，結(jié)合納米零價(jià)鐵比表面積大、反應(yīng)活性高以及活性炭的吸附性能，從而快速去除水中的溴酸鹽。
　　本文主要包括三個(gè)研究部分:
　　第一部分采用傳統(tǒng)的液相還原法制備納米零價(jià)鐵材料(nZVI)和改性活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵材料(nZVI/MAC)。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:nZVI/MAC和nZVI均含有α-F

3、e，且制備的nZVI/MAC材料中nZVI顆粒分散性良好，其平均粒徑約為未負(fù)載的nZVI的1/2。
　　第二部分研究了nZVI/MAC去除溴酸鹽的影響因素。研究結(jié)果表明:nZVI/MAC去除溴酸鹽的過程符合擬一階動(dòng)力學(xué)模型，且nZVI/ACHN材料為所有材料中性能最優(yōu)的，當(dāng)DO=0mg/L、pH=6.8的常溫下5min對(duì)溴酸鹽的去除率能達(dá)到95.66％。nZVI/ACHN去除溴酸鹽的反應(yīng)速率隨納米鐵投加量的增加而增加，隨pH值的減

4、小而增大（除極酸條件下），而隨DO的增加迅速降低;此外，nZVI/ACHN儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)以及溶液中共存離子的存在會(huì)降低溴酸鹽的去除率;而溴酸鹽濃度的增加將降低表觀速率常數(shù)(Kobs)，但初始速率常數(shù)卻增加。
　　第三部分對(duì)nZVI/ACHN去除溴酸鹽過程中溴的質(zhì)量平衡以及去除機(jī)理進(jìn)行了分析。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中溴酸鹽和溴離子的質(zhì)量平衡范圍為96.24-101.17％，且溴離子為反應(yīng)的唯一產(chǎn)物;nZVI/MAC去除溴酸鹽的機(jī)理為2步反應(yīng)