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纳米零价铁处理地下水中六价铬的研究

毛寅  
【摘要】:随着社会和经济的快速发展,我国地下水污染问题已日益突出,地下水污染带来的负面影响也日趋明显。针对其对于环境以及经济发展带来的严重影响,加强地下水的污染治理和对相关技术的开发利用越发迫在眉睫。 地下水中六价铬Cr(VI)的污染已成为危害环境和人类健康的危险物质。在矿山、制革、电镀等行业的废渣、废液中铬浓度可超过国家标准限制的数百甚至上千倍。这些废渣、废液中的Cr(VI)可经过渗滤作用进入地下水体,由于Cr(VI)的毒性高、易迁移,对地下水造成严重的安全隐患。本文通过纳米零价铁对六价铬的还原固定的批实验研究,获得第一手实验数据,对纳米零价铁应用于实际场地修复提供实验依据,具有重要的理论依据和应用价值。 零价铁还原去除Cr(VI)的影响因素包括Fe0颗粒的粒径、Fe0的投加量、Cr(VI)的初始浓度、反应温度以及Fe0的老化程度等。本文通过设计单因素和正交实验,运用纳米零价铁(nZVI)还原去除水中的Cr(VI),探讨了零价铁粒径、纳米零价铁投加量、六价铬初始浓度、温度、纳米零价铁老化程度对还原反应的影响作用,并对反应进行了还原条件的优化选择。获得的实验结果和结论如下: (1)单因素实验表明,较细的Fe0颗粒,较大的Fe0用量,较高的反应温度以及较新鲜的Fe0对Cr(VI)还原反应的进行具有促进作用。 (2)粒状(平均粒径0.5-1mm)零价铁在投加量为纳米零价铁数十倍时,去除效率只达到纳米零价铁去除效率的2-3%; (3)三因素三水平正交实验获得不同因素对零价铁去除六价铬的影响因素从大到小依次为纳米零价铁投加量、六价铬初始浓度、温度。在正交实验中,得到的最佳去除条件是在水体中含有50mg/L Cr(VI)时,投加2g/L纳米零价铁在25℃下去除效果最佳。


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