鐵碳微電解法去除飲用水源中Cr(Ⅵ)污染的研究.pdf

1、水源污染防治和保障安全供水是當(dāng)前水處理亟待解決的熱點問題。論文針對重金屬鉻污染的水源，采用鐵碳微電解處理工藝，研究一種消除供水廠鉻污染的安全、無毒、有效的水處理技術(shù)。本文研究選擇無毒無味的活性炭和金屬鐵作為處理介質(zhì)，研究鐵碳微電解對六價鉻的氧化還原反應(yīng)，在水廠設(shè)置前處理去除鉻，滿足應(yīng)急快速啟動的基本要求，保證后續(xù)處理的正常運行和水質(zhì)質(zhì)量。實驗采用鐵碳微電解處理模擬飲用水源中的六價鉻，研究單因素對鐵碳微電解處理飲用水源六價鉻的影響，確定鐵

2、碳微電解法處理Cr(Ⅵ)的最佳工藝條件，對鐵碳微電解法處理Cr(Ⅵ)進行吸附模型和動力學(xué)研究，探討其反應(yīng)機理，并通過連續(xù)試驗研究鐵碳微電解法處理Cr(Ⅵ)的動態(tài)反應(yīng)過程。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過單因素實驗，確定鐵碳微電解處理水中濃度為1 mg/L的Cr(Ⅵ)污染的最佳工藝條件為:鐵碳重量比為7∶3，固液比即鐵碳/水比為14g∶100mL、反應(yīng)時間40min、溫度為25-30℃，多次的去除率達(dá)95％以上。⑵在30℃、40℃、

3、50℃溫度下對鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)進行了吸附模型研究，得出鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)比較符合Langmuir方程，屬于化學(xué)吸附為主，其相關(guān)系數(shù)R2分別為0.9965、0.9952、0.9973。由反應(yīng)的ΔH0、ΔS0、ΔG0，可知鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)的過程是自發(fā)放熱的混亂度減少的過程。⑶通過動力學(xué)實驗可知，鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)的反應(yīng)基本符合二級動力學(xué)方程的規(guī)律，相關(guān)系數(shù)為0.9812、0.9992、0.9999。由吸附模型和動

4、力學(xué)研究可知，鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)的過程主要為氧化還原反應(yīng)和化學(xué)吸附同時起作用。⑷連續(xù)進水處理的實驗結(jié)果表明，采用鐵碳微電解處理Cr(Ⅵ)的連續(xù)最佳實驗條件為:流速為8mL/min，初始鉻濃度1mg/L，鐵碳交叉分5次混合，鐵碳比為7∶3，鐵碳總量為350g，在這個條件下，實驗達(dá)到穿透點的時間較長，處理效果好，出水達(dá)標(biāo)。⑸用自來水和蒸餾水配制的鉻液來研究，表明自來水配的達(dá)到穿透點的時間為13d比蒸餾水的47d短，是由于自來水含有一些

5、其他物質(zhì)的原因。出水的pH和總鐵均達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》 pH6.5-8.5、總鐵小于0.3 mg/L的要求。⑹通過鐵碳微電解處理水中Cr(Ⅵ)的穿透曲線可知，Cr(Ⅵ)的穿透時間為312h，穿透濃度為0.0493 mg/L，在768h左右達(dá)到反應(yīng)飽和極點，此時鐵碳的處理容量為0.046mg/g。Thomas模型和Yoon-Nelson模型能很好地對動態(tài)穿透曲線數(shù)據(jù)進行擬合，其方程擬合參數(shù)為實際應(yīng)用提供了數(shù)