纳米零价铁在应用中存在的问题及提高反应活性的方法

纳米零价铁对多种污染物质均有较好的去除效果,在污染的水体、土壤及底泥中被广泛研究与应用。前人对纳米零价铁的制备、在污染治理各方面的应用、作用的机理等方面进行了较为详细的总结,针对纳米零价铁在应用中存在的问题虽有提及,但少有人集中进行整理。本文主要针对纳米零价铁在环境治理方面存在的问题进行论述并对提高其反应活性的常用方法进行了总结,以期为纳米零价铁实际应用领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路。     

零价铁还原脱氮技术研究进展

针对生物脱氮技术的缺点,对单纯零价铁及零价铁与生物耦合还原脱氮的效果、反应条件以及减少零价铁钝化现象的方法等进行了综述,以期为现有的污水处理厂升级改造提供理论依据和设计运行参数参考。同时为零价铁与生物耦合系统的研究方向提出了建议。     

零价金属还原降解水中污染物的应用研究综述

介绍了零价金属在处理环境污染物中的具体应用,包括卤代有机物、重金属、硝基芳香族化合物、偶氮染料、高氯酸盐以及硝酸盐等,指出零价金属可以通过还原和混凝吸附等作用有效地治理环境污染物,并分析了零价金属处理污染物的特点和应用前景。     

基于零价铁(ZVI)的化学还原修复技术

介绍了零价铁的性质特点以及基于零价铁的化学还原技术在污染土壤和地下水修复中的应用,着重介绍了其反应机理、影响因素,并通过中试研究验证了该技术对于氯化脂肪族化合物(CAHs)污染地下水的修复效果。     

“混凝沉淀+纳米零价铁”处理印刷电路板生产废水中试研究

提出一种新纳米零价铁反应器(Nanoscale Zero-Valent Iron Reactor,简称NIR)及"混凝沉淀+纳米零价铁"处理工艺,通过实际生产废水进行中试,考察和研究该工艺和NIR技术处理江苏省某市印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)工业园区废水的效果。结果表明,此工艺对PCB生产废水中Cu、TP及COD Cr去除率分别可达到97.3%、73.7%、26%,其中Cu处理效果最佳;XRD结果表明,纳米零价铁(Nanoscale Zero-Valent Iron,nZVI)与PCB生产废水反应后含有γ-Fe2O3、Fe3O4、γ-FeOOH、CuO、Cu2O、Cu0等产物。"混凝沉淀+纳米零价铁"工艺处理废水时具有处理效果好、工艺耐冲击性能好、产泥量小、不易造成二次污染等优点。     

可渗透反应墙的研究与发展现状

原位修复技术可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB),不仅经济有效、节约土地资源,而且对环境干扰小,不占用地面空间,可以实现地下水的持续原位修复,因此,有着良好的应用前景。综述了PRB的结构类型;介绍了PRB的国内外研究现状;零价铁PRB去除污染物的作用效果及机理;同时也分析了目前PRB存在的一些问题,对可渗透反应墙未来的发展方向进行了展望。     

弱磁场强化零价铁对水中偶氮染料脱色降解的作用初探

本文以橙黄Ⅰ、橙黄Ⅱ、橙黄Ⅳ和日落黄4种偶氮染料为目标染料,首次尝试利用外加弱磁场(~20 mT)的方法来强化零价铁脱色降解偶氮染料。结果表明加磁或不加磁时反应过程均符合一级反应动力学。在磁场的存在下,4种偶氮染料的降解速率都较不加磁场时有很大的提高,提高倍数分别为110.67、111.97、59.51和94.00。弱磁场对零价铁降解偶氮染料的促进作用可能是由于外加磁场所产生的洛伦兹力以及零价铁表面产生的感应磁场所产生的磁场梯度力促进了Fe2+的释放,加快了零价铁的腐蚀,促进零价铁释放更多电子和新生态氢,加速了—N=N—键的断裂,从而强化了染料的脱色降解。     

纳米零价铁去除磷酸盐机理研究

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)颗粒具有独特核-壳结构,使其具有较强氧化还原特性,比表面积大和表面活性高等特点,因此被广泛用于不同环境介质中多种污染物的去除修复。本研究采用传统的液相化学还原法合成nZVI颗粒并用于去除水溶液中的磷酸盐。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)表征nZVI颗粒的性质。实验研究了nZVI投加量、PO3-4初始浓度、溶液初始pH值对nZVI去除PO3-4效率的影响及微米零价铁(micro-ZVI)和nZVI去除PO3-4的对比。实验结果表明,当PO3-4初始浓度为20mg/L时,随着nZVI投加量从200mg/L增加到1000mg/L,PO3-4去除效率从32.94%上升到90.17%;当nZVI投加量为600mg/L时,随着PO3-4初始浓度从10mg/L增加到100mg/L,PO3-4去除效率从87.33%下降到45.77%;当nZVI投加量为600mg/L且PO3-4初始浓度为20mg/L,溶液pH分别为3和4时,PO3-4去除效率分别为83.63%和92.36%;nZVI和mZVI投加量均为600mg/L且PO3-4初始浓度为10mg/L,nZVI的PO3-4去除率(87.33%)是mZVI(8.86%)的9.86倍。研究结果表明,nZVI能够高效去除水体中的磷酸盐,主要去除机理是吸附和化学沉淀的双重作用。     

结构态亚铁羟基化合物原位矿物转化除砷性能研究

纳米零价铁表面的结构态亚铁具有高反应活性和吸附性能,为了避免纳米零价铁在除砷过程中的钝化作用,合成了结构态亚铁羟基化合物(ferrous hydroxy complex,FHC)用于砷的去除。在中碱性条件下(pH=7.0~11.0),比较了FHC、O_2-FHC及重金属(Ni~(2+)、Zn~(2+))-FHC体系除砷性能。实验结果表明:FHC去除As(Ⅲ)和As(V)的最适pH分别为9.0和7.0左右,吸附过程符合Langmuir模型,最大吸附容量分别为349.54 mg/g和537.85 mg/g。在O_2-FHC和Ni~(2+)、Zn~(2+)-FHC体系中,FHC转化形成了纤铁矿和层状双金属体系,在转化过程中,Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)/M混合体系与砷溶液混合时促进电子转移导致一系列吸附、沉淀反应的进行,表现出更高的除砷效率,除砷机理以专性吸附和共沉淀为主。该研究为含砷工业废水处理提供了新技术,也为FHC矿物转化用于控制砷的迁移提供了理论基础。     

PRB在地下水污染修复中的应用

本文综述了可渗透反应墙(PRB)的基本结构及其不同浓度的安装方法、反应材料的选择、零价铁和微生物修复的原理，并提出须通过进一步的研究以提高对该系统长期性能的了解。     

零价纳米铁在修复受污染地下水中的最新进展

本文针对零价纳米铁(nZVI)在修复受污染地下水中存在的易于团聚、迁移性低及易于老化等问题,详细介绍了近年在这些问题研究上的最新进展,包括材料的改性,改性材料对污染物降解的效果及研究中不同因素的影响等。并就nZVI对难降解复杂有机污染物的降解进行了总结,在此基础上展望了nZVI对一类新兴污染物,药品和个人护理用品(PPCPs)的降解。     

铁碳微电解法处理油田钻井废水

以四川某油田经预处理后的钻井废水为研究对象,采用铁碳微电解方法处理废水,并对其COD去除效果进行研究。介绍了所用试剂、材料及采用的实验方法,考察了铁碳投加量、铁碳质量比、pH值、反应时间对COD去除效果的影响。结果表明:在铁碳投加量为0.8 kg/L、铁碳质量比为1:1、pH值3.2、反应时间为150 min的条件下,铁碳微电解方法对钻井废水COD的去除率达到70.25%,可有效降低后续深度处理的负荷,满足实验要求。     

沱江干流河水中高氯酸盐浓度水平及潜在人体暴露评估

在沱江干流区域采集了29个地表水样品,分析了高氯酸盐浓度水平,评估了居民通过饮用水造成的高氯酸盐暴露情况。研究表明,高氯酸盐广泛存在于沱江干流河水中,浓度为3.39~19.60μg/L。高氯酸盐含量在沱江干流区域有一定空间分布特征,人口和工业相对集中的成都和资阳段地表水中高氯酸盐浓度更高。人体暴露评估结果表明,在平均暴露模式下,沱江干流区域居民通过饮用水暴露于高氯酸盐的量未超过美国环保署规定,基本安全。     

膨润土及膨润土负载纳米铁对印染废水中罗丹明B的降解性能研究

印染行业的快速发展使得印染废水的治理成为环保行业面临的巨大难题.为了探究膨润土和膨润土负载纳米铁(B-nZVI)对印染废水中罗丹明B的去除效果.采用液相还原法制备了膨润土负载纳米铁材料.通过改变溶液初始浓度、投加量、溶液pH和温度等实验条件,从多环境因子角度研究膨润土和膨润土负载纳米铁对于罗丹明B的去除效果.实验结果表...     

饮用水中高氯酸盐污染现状与去除技术的综述

高氯酸盐作为强氧化剂,在广泛的应用中造成了严重的环境污染,并会在人体富集,当在人体内含量超过0．0007mg／kg人体体重,相当于饮用水中的浓度为24．5μg／L时,就会对健康造成影响,尤其会破环甲状腺机能。美国、日本等国已开始采取措施加强对高氯酸盐的控制,我国许多水源也受到此污染但尚未引起重视。本文分析了饮用水中高氯酸盐的物理化学性质及毒理特性,对环境的污染状况以及目前常用的去除技术,其中以生物处理和离子交换膜生物反应器较为有效。     

聚合双酸铝铁在饮用水处理中的应用

阐述了新型高效水处理混凝剂—聚合双酸铝铁的研制机理及产品性能指标。汇集近几年来的实际应用数据,考察其在常温、高温、低温,高浊度、低浊度情况下与聚氯化铝PAC、硫酸铝AS的净水效果;通过搅拌试验对比对水中总铁、总锰的去除效果及残余铝含量。综合净水效果,聚合双酸铝铁明显优于聚氯化铝及硫酸铝。     

催化铁内电解＋CAST工艺耦合处理城市污水脱氮除磷效果研究

开展了催化铁内电解＋CAST工艺耦合系统处理城市污水脱氮除磷的中试试验研究。研究表明：催化铁内电解具有改善活性污泥性状的作用,能够强化生物脱氮,提高脱氮效果;同时通过生物除磷与化学除磷协同作用提高除磷效果。试验期间各项指标去除效果良好,NH3-N平均去除率为96.40%,TN去除率为36.55%,TP去除率为90.00%,各项指标基本上稳定达到一级A标准。     

反硝化细菌对零价铁表面的影响

作为一种标准的地下水污染原位修复技术,限制零价铁渗透反应格栅技术(ZVI PRB)在地下水污染修复中广泛应用的一个关键瓶颈就是ZVI表面的钝化问题.本文通过批实验,研究了反硝化细菌(DNBE)存在下ZVI表面氧化膜的变化.通过研究发现,DNBE的存在对ZVI表面成分和形态结构会产生影响,进而影响其反应活性,加速其钝化过程.     

NaCl改性沸石去除水中低浓度铅的研究

实验研究了NaCl改性沸石去除水中铅的效果,比较了沸石改性前后对铅的静态平衡吸附量变化,着重考察了吸附时间、pH值、竞争离子以及有机物对去除铅效果的影响。结果表明:NaCl改性沸石吸附铅速度快,对铅有很好的去除效果,平衡吸附量由改性前的28.57mg/g提高到了32.26mg/g。pH值对NaCl改性沸石去除水中铅的效果有较大影响,在pH=6～7时,去除效果最佳。水中竞争阳离子和有机物的存在,在一定程度上会降低铅的去除效果;随干扰物质浓度的升高,NaCl改性沸石对铅去除率出现了明显的下降,但当干扰物质和水样中铅浓度相当时,NaCl改性沸石可对铅保持很高的去除率。     

沸石人工湿地填料对氨氮的去除效果

选取沸石作为人工湿地填料,对沸石吸附实验的水力负荷、污染负荷、运行方式分别进行研究,探讨沸石对氨氮的去除效果及影响因素。结果表明,沸石对氨氮有较好的处理效果,相同条件下远优于砂石。水力负荷会影响沸石对氨氮的去除效果,低水力负荷下的处理效果和稳定性均较好。沸石在不同氨氮浓度下的去除效果差别不大。运行方式对氨氮的去除有一定影响,6 h间歇周期运行时,沸石填料对氨氮的去除效果好于其他间歇周期。