高鐵酸鹽作為一種環保型綠色水處理藥劑, 具有很強的氧化能力, 氧化還原電位甚至高于臭氧等一些強氧化劑。高鐵酸鹽經反應后生成的Fe³⁺具有很好的吸附性, 可以通過更深層次的強化吸附去除水體中污染物。高鐵酸鹽藥劑在工業污水處理中的應用前景十分廣闊。

1、高鐵酸鹽對鉛的去除研究

鉛是一種具有毒性的元素, 生物體內若含鉛較高, 就會造成鉛中毒。高鐵酸鹽對鉛的去除, 主要依靠反應所生成Fe(OH)₃的吸附作用, 而且在堿性條件下, 鉛會以絡合態存在, 形成Pb(OH)₂沉淀, 從而將其從水中去除。對高鐵酸鉀處理模擬高濃度含鉛礦井水中的鉛進行研究, 結果表明, 鉛的去除率隨pH的改變而變化, pH在8～10范圍內, 鉛去除率達到95%, 去除效果好。利用高鐵酸鉀處理模擬重金屬廢水, 研究表明, pH是影響模擬水樣中鉛去除率的一個重要因素, 不同pH條件下去除率有所不同, 但是在一定投加量下, 高鐵酸鉀能夠使水中的鉛達到國家排放標準。如上所述, 高鐵酸鉀對模擬的含鉛廢水具有較好的去除效果, 但是面對成分復雜、污染物濃度各異的實際水體, 其具體去除效果和機理還需深入研究。

2、高鐵酸鹽對鉻的去除研究

Cr(Ⅵ) 是一種致癌物, 其毒性大、難去除且有生物放大效應, 對人類的健康危害巨大, 印染、化工、金屬冶煉等企業排出大量含鉻廢水。Cr(Ⅵ) 的去除是靠高鐵酸鉀反應產生具有較好的吸附性的Fe(Ⅲ) , 同時, Cr(Ⅵ) 也是強氧化劑, 可與還原性物質強烈反應, 生成Cr(Ⅲ) , 進而生成Cr(OH)3沉淀從水中去除。利用高鐵酸鉀對微污染水中的Cr(Ⅵ) 進行處理, 研究表明, 當氧化和絮凝段的pH與時間為一定值時, 在相應條件下, Cr(Ⅵ) 的去除率可達84.41%。證明了高鐵酸鉀可以高效去除水中的Cr(Ⅵ) 。

3、高鐵酸鹽同時去除多種重金屬

廢水中的重金屬離子主要由化工、冶煉等企業排入水體, 不同企業排出的重金屬種類、含量及各自的存在形態也不同。待處理廢水中同時含有兩種或兩種以上重金屬離子時高鐵酸鹽的去除效果是否受到影響也是一個值得探究的問題。利用高鐵酸鉀同時去除河水中的重金屬 (Cu、Mn和Zn) , 結果表明, 高鐵酸鉀對重金屬的去除過程中, 其氧化絮凝作用非常顯著, 且去除效率與pH相關, 而總體溫度對高鐵酸鹽和重金屬之間的反應沒有任何影響。利用K2FeO4有效地處理了砷、鉛復合污染, 在K2FeO4投加量為24mg/L時, 對砷、鉛的去除率分別可達到99.30%、100%, 且溶液pH小于7時, 同時去除砷、鉛效果較好。但與單獨污染相比, 低K2FeO4投加量下砷與鉛存在明顯的競爭關系, 且K2FeO4的投加量并不是越多越好, 這可能與吸附容量有關。將高鐵酸鉀用于處理砷和銻的組合污染, As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ) 被氧化后通過Fe(Ⅵ) 的還原產物從溶液中吸附分離。結果表明, 在雙溶質溶液中2種元素的吸附速率較單溶質溶液有顯著提高, 證明砷和銻之間存在協同作用。

高鐵酸鹽在污水深度處理中的應用研究遠不止上述幾項, 重金屬污染問題日趨嚴峻, 其造成的后果也極其嚴重。高鐵酸鹽獨特的優勢在于極強的氧化性和良好的混凝效果。高鐵酸鹽在降解污染物的過程中, 通過單電子和雙電子轉移的機制, Fe(Ⅵ) 被還原為Fe(Ⅲ) 或Fe(Ⅱ) , 反應過程中, 中間價態還會產生復雜絡合物, 產生吸附、電中和以及網捕等正向效果, 其具體的反應機理途徑與處理污染物本身的化學特性相關。高鐵酸鹽的處理效果與溶液pH的高低密不可分, 因此在利用高鐵酸鹽處理污染物時, pH的控制也至關重要。

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