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工业污水处理零价铁降解印染废水的影响因素

文章出处:人气: 发表时间:2017-10-31 10:23:26
工业污水处理零价铁降解印染废水的影响因素
 
 
1 pH的影响
溶液pH是影响零价铁降解有机染料反应速率的一个重要参数。研究表明,零价铁降解有机染料的反应速率与溶液pH高度相关。当溶液pH降低时,印染废水的降解速率能够获得明显提升。原因如下:〔1〕H+与零价铁、有机染料三者间能够迅速形成氧化还原反应〔见方程式〔1〕、〔2〕〕,随着溶液pH的下降,溶液中的H+浓度会显著增加,进而正向加强氧化还原反应,加快有机染料降解速率;〔2〕工业污水处理在高pH条件下,溶液酸碱度会对铁离子氢氧化物这类沉淀物的生成起到促进作用,而这类氢氧化物可能会在零价铁表面形成表面隔离层,从而影响零价铁进一步的氧化还原过程。
 
2 铁投加量的影响
铁投加量的增加能够加快零价铁的溶解。原因在于,铁投加量的增加能够提升零价铁的总表面积和总活性基团数,从而加快染料的降解速率。然而,过量的零价铁投加会对降解反应起到抑制作用。工业污水处理过量的零价铁会使铁粒子产生团聚或重叠,从而降低单位质量铁粒子的比表面积。此外,过量的铁离子在适宜pH条件下会产生大量铁离子氢氧化物沉淀物,并可能在零价铁表面产生表面隔离层,阻碍零价铁的溶解,造成零价铁利用率的下降。所以,最佳零价铁投加量的确定应同时考虑到降解效率和经济效率的双重因素,做到既提高了降解效率,又达到较高的铁利用率。
 
3 铁源种类的影响
不同种类的铁源,因其在粒径尺寸、比表面积等方面的差异,对印染废水的处理效果具有直接影响。下面以纳米零价铁为例,阐述其对印染废水降解效果的影响。
由于纳米零价铁在染料废水处理方面具备多种自身性质的优势,如更小的粒径尺寸、更大的比表面积、更高的表面活性位点密度和更强的表面位点活性等,使得对纳米零价铁的研究更加广泛。S. C. Jung等对纳米零价铁进行了研究,发现越小的粒径尺寸,能够产生越大的比表面积,从而使降解速率得到提高。而纳米零价铁较高的表面活性位点密度和活性,对有机染料的降解更是起到了强化作用。然而,值得注意的是,较强的反应活性使纳米零价铁易于与环境中的各种媒介相互作用,会造成纳米零价铁的活性降低并不利于储存。此外,由于范德华力和磁力的共同作用,纳米零价铁具有易于在水中快速团聚的特性,这会导致纳米零价铁的反应活性明显降低。
 
4 反应温度的影响
零价铁降解有机染料的反应速率会随着反应温度的升高而加快。反应温度对降解速率的促进作用,可能是由于温度的升高使得零价铁表面腐蚀加快,从而使降解速率升高。此外,也有学者发现,随着反应温度的升高,零价铁粒子会产生更多的团聚作用,可能会对有机染料的降解产生一定的负面影响。
 
 
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