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使用鐵碳微電解去除廢水中的硝酸鹽
發布時間：2023-03-13
近年來利用原位方法處理水體污染已經成為研究熱點，在原位中添加零價鐵的研究最為廣泛。在工業廢水處理中為了提高去除效果除了添加零價鐵之外，通常會將鋸末、活性炭、秸稈等物質摻雜進去與零價鐵反應。鐵碳微電解技術因成本低廉、方便操作被廣泛應用于處理污水。鐵碳微電解中一般使用的都是零價鐵，相較于零價鐵，海綿鐵具有比表面積大、孔隙率高、成本低等優點。海綿鐵在處理偶氮染料、除磷、處理四溴雙酚A、重金屬等方面研究較好，但是在處理硝酸鹽方面尚需進一步研究。
海綿鐵-活性炭混合對硝酸鹽氮的去除率明顯高于其他2組對硝酸鹽氮的去除率。單獨活性炭材料在整個反應過程中去除率未達到18%，而單獨海綿鐵在反應1h的去除率達到20%，在反應最后可達到89%。海綿鐵-活性炭混合去除率在反應第4h就達到80%，在反應結束時達到98%。
在反應前4h，海綿鐵-活性炭混合對硝酸鹽的去除率高于兩者單獨相加之和，從而證明海綿鐵-活性炭混合后在溶液中產生了微電解。反應后期從去除率上看不出這種優勢，這是因為投加的海綿鐵相對于硝酸鹽過多，所以海綿鐵-活性炭混合微電解的優勢表現的不明顯，但是海綿鐵-活性炭比單獨的海綿鐵反應速率更快。在溶液中活性炭作為電子導體充當陰極，而海綿鐵失去電子成為陽極，發生的反應方程式Fe→Fe2++2e，E（Fe2+/ Fe）=-0.44V，以促進硝酸鹽的還原反應。海綿鐵-活性炭微電解除了通過電場作用來提高氧化還原反應之外，還通過生成的亞鐵離子和三價鐵離子的吸附作用來提高去除率。
（1）反應前預處理海綿鐵能使去除率提高3倍，且海綿鐵與活性炭混合后在溶液中失去電子產生單位差形成微電解，有效提高去除率。
（2）海綿鐵對硝酸鹽氮去除率隨著預處理時間的增加先上升后下降，在45min能最快達到最佳峰值。
（3）硝酸鹽濃度反應符合準一級反應動力學，進水濃度越大，海綿鐵反應速率越快。
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