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綠色水處理藥劑高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展
2013/12/2
綠色水處理藥劑高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展
馮雪玉
(西北師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué) 甘肅蘭州 730000)
摘要:高鐵酸鉀是一種環(huán)境友好型多功能水處理劑。綜述了高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展,分析了高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù)的協(xié)同作用,指出了目前存在的主要問題和今后的發(fā)展方向,以期待為高鐵酸鉀的深入研究其在水處理中的應(yīng)用提供一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:高鐵酸鉀 氧化劑 消毒劑 混凝劑
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)10(a)-0002-01
高鐵酸鉀(K2FeO4)是20世紀(jì)70年代以來開發(fā)的新型多功能水處理劑,它是一種比高錳酸鉀、臭氧和氯氣的氧化能力還強(qiáng)的多氧化劑,適用PH值范圍廣,可認(rèn)去除有機(jī)和無機(jī)污染物,尤其對(duì)難降解有機(jī)物具有特殊功效。它的還原產(chǎn)物鐵還具有較好的吸附和助凝效果。在飲用水的深度處理方面具有高效、無毒副作用等優(yōu)越性。因此,針對(duì)于高鐵酸鉀的研究和應(yīng)用得到了較為廣泛的關(guān)注。
1 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用
1.1 去除水中無機(jī)污染物
高鐵酸鉀可去除水中有害、有毒無機(jī)物:將水中的As(Ⅲ)氧化成As(v)砷;將CN-氧化為NO2-、NO3-和HCO3-;對(duì)硫化物、硫氰根、亞硝酸根、亞鐵氰根等有明顯的氧化去除效果;對(duì)Pb2+、Cd2+、Cr3+、Hh2+等重金屬離子及放射性核素等有吸附、沉降作用,能使水中的钚和镅達(dá)到放射性物質(zhì)殘留標(biāo)準(zhǔn)。
1.2去除水中有機(jī)污染物
研究表明萘和三氯乙烯可被高鐵酸鉀完全氧化;高鐵酸鉀可去除含鏈烴、芳烴等含油污水。水中許多有機(jī)污染物如:羧酸、氨基酸、苯、氯苯、苯酚、硝基苯、有機(jī)氮化物、脂肪硫、亞硝基胺、硫脲等可被高鐵鹽氧化降解。水中活性染料如:偶氮雙鍵、胺基、酚基、磺酸基等生色基團(tuán)可被高鐵酸鉀氧化破壞、降解和脫色。分散染料的去除主要是由期分解產(chǎn)生的Fe(OH)3的絮凝作用。
1.3消毒
高鐵酸鉀對(duì)大腸桿菌有良好的滅活作用,期滅活效率隨PH值的降低而升高。高鐵酸鉀的滅活效率優(yōu)于次氯酸,他對(duì)QB噬菌體的滅活作用受自身嘗試和接觸時(shí)間的影響;高鐵酸鉀退后仍有滅活作用,說明高鐵酸鉀分解的抵抗性強(qiáng)于帶負(fù)電微生物,Gilbert等證明,1.2-6mg/L的高鐵酸鉀可殺滅水中大腸桿菌。席德孚等用高鐵酸鉀(6mg/L)作殺滅水中大腸桿菌試驗(yàn),作用30min后殺滅率達(dá)99.9%。而且FeO2-4有較寬的PH范圍(5-12)。覃長(zhǎng)林等1997年報(bào)道,5.0-6.0mg/L的高鐵酸鉀可殺滅水中大腸桿菌,殺率達(dá)99.95%-99.99%。
1.4 飲用水源的除藻
高鐵酸鉀能夠氧反破壞灌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu),造成藻細(xì)胞表面鞘套的卷繞,并可能使細(xì)胞的外鞘開裂,致使胞內(nèi)物質(zhì)外流。雷慶鐸等研究了高鐵酸鉀對(duì)藍(lán)藻中的微囊藻毒素的去除效果,結(jié)果表明:K2FeO4能夠有效地去除水中的微囊毒素,當(dāng)PH分別為2和10時(shí),去除率分別為94.51%和87.96%.
1.5絮凝作用
高鐵化合物在氧化降解有機(jī)物和微生物的過程中,FeO2-4被還原為Fe3+或Fe(OH)3,而Fe3+或Fe(OH)3很好的絮凝劑,這說明高鐵化合物水處理劑具有雙重功效。何文麗等采用燒壞試驗(yàn)考察了投加高鐵酸鉀強(qiáng)化混凝去除礦井水中鉛、鎘、鐵、錳的效果,結(jié)果表明:在PH為8-10的范圍內(nèi)對(duì)鉛、鎘、鐵、錳有較好的去除效果,去除率可分別達(dá)到約95%、61%、97%和92%,處理后礦井水中重金屬含量可以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
1.6高鐵酸鉀的聯(lián)用技術(shù)
沈希裴研究表明:通過比較單獨(dú)高鐵酸鉀或單獨(dú)臭氧以及聯(lián)用處理100mg/L活性艷紅X-3B模擬廢水的脫色效果和COD去除率,結(jié)果表明,聯(lián)用處理4min后完全脫色,COD的去除率達(dá)46%。聯(lián)用處理的脫色效果明顯好于單獨(dú)電暈處理和單獨(dú)臭氧處理。馬艷等研究發(fā)現(xiàn)由于高鐵酸鉀具有氧化選擇性及不穩(wěn)定性等缺點(diǎn),有必要發(fā)展高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù),結(jié)合國內(nèi)外的研究進(jìn)展,分析了高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù)的協(xié)同作用,認(rèn)為高鐵酸鉀與光催化協(xié)同作用明顯,可大幅提高光催化效率,加速污染物去除,在環(huán)境治理領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
2 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究展望
高鐵酸鉀在具有很大的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值,但難于制備和穩(wěn)定,是其一直未能在水處理中應(yīng)用的關(guān)鍵問題。我國近來研制的高鐵酸鉀穩(wěn)定性顯著提高,并能夠批量生產(chǎn),對(duì)不同地區(qū)、不同各類的水質(zhì)進(jìn)行處理均取得了良好的效果。
今后,高鐵酸鉀在飲用水的處理領(lǐng)域的應(yīng)用研究可以關(guān)注幾個(gè)方面:研究高鐵酸鉀強(qiáng)化與拓寬現(xiàn)行常規(guī)給水處理工藝的凈水效能,可不改變現(xiàn)有工藝流程、不增加大的附屬設(shè)備,是比較適合我國國情的水處理技術(shù),具有廣闊的研究開發(fā)前景;研制以高鐵酸鉀為消毒劑,不可降解的無毒性高分子為載體的控釋長(zhǎng)效消毒劑,以期解決消毒劑持久性、安全性和貯存運(yùn)輸?shù)膯栴},具有很好的實(shí)用開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用空間;以高鐵酸鉀為消毒劑和助凝劑,輔以高效混凝劑,研制一種集澄清、消毒為一體的多功能凈水復(fù)合藥劑,對(duì)于提高部隊(duì)野外飲水保障能力具有重要的意義。
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