零价铁脱除水溶液中六价铬的基础研究

论文摘要

目的当前,水资源短缺和水体污染成为我国面临的重要环境问题。铬广泛应用于制革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中,含铬废水、废渣、废气排放是造成水体铬污染的重要原因。零价铁（Zero Valent Iron,ZVI）具有廉价、高还原势和反应速度快的特点,在水体污染物的脱除和土壤的修复方面有广阔的应用前景,近几年已成为地下水原位修复中最有效的方法之一。零价铁脱除污染物的能力易受水中存在的一些物质（离子）以及水的性质如pH值、温度等因素的影响。本文采用零价铁还原技术,观察零价铁脱除水中六价铬（Cr（Ⅵ））的效果,分析影响Cr（Ⅵ）脱除的主要因素,探讨零价铁脱除水中六价铬的作用机理,评价零价铁还原技术在脱除水体铬污染和修复土壤铬污染中应用的可行性。方法1、零价铁脱除水中六价铬的影响因素研究:使一定量ZVI与一定浓度含Cr（Ⅵ）溶液作用,观察Cr（Ⅵ）初始浓度、温度、pH值、ZVI用以及Cl-、NO3-、SO42-、CO32-、PO43-等阴离子对脱除率的影响,探讨零价铁的作用机理。2、零价铁脱除水中六价铬的台架模拟试验:使模拟含铬溶液流过自制反应器,并控制其流速和流量,通过测定处理前后Cr（Ⅵ）和Cr（总）浓度,评价脱除效果。结果1、对零价铁脱除水中六价铬的影响因素研究表明:零价铁可有效脱除溶液中Cr（Ⅵ）,5min内脱除率即可达90%以上,可满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）（Cr（Ⅵ）≤0.05mg/L）的要求,但其脱除率受温度、pH值、ZVI用量等因素的影响。其最佳反应条件是温度25℃、pH=2、ZVI用量1.0g。2、零价铁脱除水中六价铬的台架模拟实验结果显示:石英砂对Cr（Ⅵ）有轻微的脱除作用;在石英砂、零价铁和活性炭协同作用下,Cr（Ⅵ）的还原去除效果显著,并且在Cr（Ⅵ）质量浓度一定的情况下,零价铁与活性炭的比值越大,其Cr（Ⅵ）和总铬的脱除率越高,当零价铁:活性炭=2:1时,脱除率接近100%。结论1.ZVI能很快脱除水体中的Cr（Ⅵ）,机理为氧化还原和共沉淀;影响Cr（Ⅵ）脱除速率和效率的主要因素为溶液的pH值,其次为ZVI用量、Cr（Ⅵ）初始浓度、反应温度以及一些无机阴离子;NO3-和SO42-等阴离子有利于Cr（Ⅵ）的脱除,CO32-和PO43-则不利于Cr（Ⅵ）的脱除。2、以零价铁、石英砂和活性炭作为PRB的反应介质,可以有效去除模拟污染地下水中的Cr（Ⅵ）;零价铁和活性炭的配比直接影响到PRB的脱除效率,铁炭比过大或过小,均不利于ZVI的充分利用;反应介质的粒径、与其他介质的配比、反应速率、均对去除效果及应用性有明显影响。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 一、我国水资源概况及水体污染现状
• 二、水体污染物种类及来源
• 三、水环境重金属污染现状
• 四、水体污染对人体健康的危害
• 五、重金属污染的来源与危害
• 六、六价铬的来源与危害
• 第二章 零价铁还原技术及其在环境保护中的应用
• 一、零价铁还原修复技术
• 二、零价铁技术在环境保护中的应用
• 三、水体重金属污染处理技术
• 四、六价铬的水处理技术
• 五、本文的研究内容
• 第三章 零价铁脱除水中Cr（VI）的实验研究
• 一、研究背景、目的
• 二、材料与方法
• 三、结果
• 四、讨论
• 第四章 零价铁脱除水中Cr（VI）的台架模拟实验研究
• 一、研究背景、目的
• 二、材料与方法
• 三、结果
• 四、讨论
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢