有氧條件下鈉米鐵-活性炭去除水中溴酸鹽的研究.pdf

1、臭氧-生物活性炭深度處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致含溴原水經(jīng)臭氧氧化后生成溴酸鹽。溴酸鹽被國際癌癥機構(gòu)定為2B潛在致癌物。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)將溴酸鹽的最大限值定為10μg/L。因此溴酸鹽去除技術(shù)的發(fā)展顯得尤為迫切。本文在總結(jié)溴酸鹽去除技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出納米鐵/活性炭在有氧條件下的溴酸鹽去除技術(shù)。
　　本文首先研究了乙醇和PEG-6000改性納米鐵/活性炭（nZVI/GAC）后對溴酸鹽去除效果的影響。實驗

2、結(jié)果表明，在有氧條件下，乙醇和PEG-6000改性制備的nZVI/GAC在一定條件下均能有效提高溴酸鹽的去除效果。在該實驗條件下，乙醇濃度為25％或者PEG-6000投加量為0.25g時，相應(yīng)的溴酸鹽去除效果最佳。而且利用乙醇和PEG-6000共同改性時，效果沒有單獨改性時良好。經(jīng)過比較，后續(xù)實驗中均選取乙醇濃度25％制備nZVI/GAC。當溶解氧濃度6.5士0.5 mg/L，nZVI負載率10％，nZVI/GAC投加量為40mg/L時

3、，初始濃度100μg/L的溴酸鹽去除率在60 min內(nèi)可達到90％以上。
　　在比較不同改性nZVI/GAC的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究nZVI/GAC投加量、納米鐵負載率、溴酸鹽初始濃度、pH值、反應(yīng)溫度以及腐殖酸、鹵乙酸對溴酸鹽去除效果的影響。實驗結(jié)果表明，增加nZVI/GAC投加量、升高反應(yīng)溫度都能夠提高溴酸鹽的去除效果。溴酸鹽初始濃度增大會導(dǎo)致去除溴酸鹽的初始速率下降。pH＜7時能促進nZVI/GAC對溴酸鹽的去除;pH＞7時，n

4、ZVI因生成鈍化膜抑制反應(yīng)進行。水中有腐殖酸(HA)時一定程度上會抑制溴酸鹽的去除，因為nZVI表面的活性位點被HA占據(jù)，阻止nZVI與溴酸鹽接觸;且nZVI去除溴酸鹽的同時，生成具有還原能力的Fe2+會與HA發(fā)生絡(luò)合作用，進一步降低溴酸鹽去除率。鹵乙酸因為與溴酸鹽形成競爭關(guān)系會抑制溴酸鹽的去除，但是溴酸鹽的去除速率遠遠大于鹵乙酸。進一步分析表明，與nZVI去除溴酸鹽相比，在不同pH值下，nZVI/GAC對溴酸鹽去除率都高于nZVI對溴

5、酸鹽的去除率，當pH值在3.0-7.0之間，pH對nZVI/GAC去除溴酸鹽基本沒有影響，其去除率都在90％以上。而nZVI去除溴酸鹽對pH的依賴性較強。當水中有共存離子或HA存在時，其對nZVI/GAC去除溴酸鹽影響均相對較小。
　　此外，將nZVI/GAC作為填料進行連續(xù)流實驗初探，結(jié)果表明，nZVI/GAC柱子對溴酸鹽仍然具有出色的去除能力。當EBCT為7.5 min，nZVI/GAC層高為15cm，溴酸鹽初始濃度為100μ

6、g/L時，到達穿透點時運行的床體積數(shù)為1157。
　　對nZVI/GAC去除溴酸鹽機理進行分析，發(fā)現(xiàn)nZVI/GAC去除溴酸鹽具有協(xié)同作用，且其對溴酸鹽的去除率高于單獨GAC和nZVI之和。nZVI/GAC去除溴酸鹽過程主要分為三個步驟:一、溴酸鹽被吸附在GAC上;二、吸附在GAC上的溴酸鹽在nZVI表面發(fā)生氧化還原反應(yīng);三、生成的產(chǎn)物從nZVI/GAC脫附。其中溴酸鹽在nZVI表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為溴酸鹽去除的主要步驟。在nZ