使用鐵碳微電解去除废水中的硝酸盐
发布時間:2023-03-13
近年來利用原位方法(fa)處理(li)水體污染已經成為研究熱點,在原位中添加零价鐵(tie)的(de)研究最為廣泛。在工業废水處理中為了提高去除(chu)效果除了(le)添加零价鐵之外,通常會將锯末、活性炭、秸秆等物質掺雜進去與(yu)零价鐵反應。鐵碳微電解技術因成(cheng)本低廉、方便操作被廣泛(fan)應用(yong)於處理污水。鐵碳微電解中一般使用的都是零价鐵,相较於零价鐵,海綿鐵具有比表面积大、孔隙率高、成本低等優點。海綿鐵在處(chu)理偶氮(dan)染料、除磷、處理四溴雙酚A、重金屬等方面研究较好(hao),但(dan)是在處理硝酸盐方面尚(shang)需進一步研究。
海綿鐵-活性炭混合對硝(xiao)酸盐氮的去除率明顯高於其(qi)他2組對硝酸盐氮的(de)去除率。單独活性炭(tan)材料在整個反應過程中(zhong)去除率未達到18%,而單独海綿鐵在反應1h的去除率達到20%,在反應最后可達到89%。海綿鐵-活性炭混合去除率在反應第4h就達到80%,在反應結束時達到98%。
在反應前4h,海綿鐵-活性(xing)炭混合對硝酸(suan)盐的去除率高於兩者單独相加之和,从而證明海綿鐵-活性炭混合后(hou)在溶(rong)液中產生了微電解。反應后期从(cong)去除率上看不出(chu)这種優勢,这是(shi)因為投加的(de)海綿鐵相對於硝酸盐過多,所以海綿鐵-活性炭(tan)混合微電解的優勢(shi)表現的不明顯,但是海綿鐵-活性炭比單独的海綿(mian)鐵反應速率更快。在溶液中活性炭作為電子导體充当阴極,而海綿鐵(tie)失去電子成為阳極,发生的反應方程式Fe→Fe2++2e,E(Fe2+/ Fe)=-0.44V,以促進(jin)硝酸盐的還(hai)原反應。海綿鐵-活性炭微電解除了通(tong)過電(dian)場作用來提高氧化還原反應之外,還(hai)通過生成的亚鐵离子和三价鐵离子的吸附作用來提高(gao)去除率。
(1)反應前(qian)预處理海綿鐵能使(shi)去除率提高3倍,且海綿鐵與活性(xing)炭混合后在溶液中(zhong)失去電子產生單位差形成微電解,有效提高去除率。
(2)海綿鐵對(dui)硝(xiao)酸盐氮去除率随着预處理時間的增加先上升后下降,在45min能最快達到最佳峰值。
(3)硝酸盐浓度反應符合準一級反應動力學,進水浓度越大,海綿鐵反應速率越快。
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