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《北京林业大学》 2010年
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零价铁—炭电偶腐蚀体系去除水中As(V)的研究

李蕊  
【摘要】: 世界范围内高砷地下水广泛存在,由于零价铁(zero valent iron, ZVI)容易获得、价格低廉、效果明显,具有环境安全性,被认为是极具应用潜力的除砷材料。使用零价铁和纳米零价铁进行除砷的实验研究,近年来越来越多地见诸报道,但以往研究和应用中零价铁除砷的反应速率和效率有待于进一步提高。 本文利用腐蚀电池强化零价铁腐蚀,加速产生对As(V)有吸附作用的铁氧化物,从而提高除砷效率的原理,将电偶腐蚀表(galvanic serial table)中活性较强的铁和惰性的石墨、碳纤维、活性炭等炭材料在水相中组成宏观腐蚀原电池,对其除砷效率和影响因素进行评价,最终选取质量比为1:1的零价铁粉与活性炭粉为最佳组合体系。通过将Fe-C除砷效果与两种材料单独除砷效果之和对比,前者除砷效率明显高于后两者之和,证实了Fe-C去除As(V)体系的改良性与实用性;对Fe单独和Fe-C除砷体系分别进行电化学分析,从腐蚀电流角度分析了加入炭材料后对除砷反应的促进作用。 作者测量了吸附反应中铁离子的溶出情况和溶液中砷的形态转化以考察Fe-C体系除砷是否会造成二次污染。反应3h后未检出铁离子,且反应过程中未产生毒性与危害更大的As(Ⅲ),说明本方法在除砷过程中的环境安全性。通过对反应产物的XRD、SEM、TEM分析,确定反应生成物种类主要是纤铁矿γ-FeOOH及磁铁矿/磁赤铁矿Fe3O4/γ-Fe2O3。 文中同时考察了原水浓度、pH、电解质浓度及常见共存阴离子对As(V)去除效率的影响。处理原水浓度越低,As(V)去除速度越快;电解质浓度也会很大程度上影响到反应速率。饮用水常见pH范围内,pH值越小反应速率越快。水中溶解氧浓度越大,除砷反应速率越快。水中共存阴离子C032-、PO43-和腐殖酸对零价铁/活性炭去除As(V)的效率影响不大,SO42-、NO3-表现为明显的促进作用,而SiO44-表现为一定的抑制作用。 本研究中,Fe-C组合具有很高的除砷效率及环境安全性,可以作为地下水除砷的应用材料。本研究所取得的成果可为进一步探寻高效、安全的除砷材料及工艺提供参考。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【同被引文献】
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【相似文献】
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9 任蓉;包覆型纳米零价铁/厌氧体系在脱氯过程中其表面形态变化研究[D];华南理工大学;2013年
10 韩晓琳;活性炭载纳米零价铁体系去除水和土壤中的多氯联苯[D];华东理工大学;2014年
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