摘要
随着中国工业的快速发展，重金属废水的污染情况日益加剧，对周边流域生态环境质量及人体健康产生了严重威胁，研发高效的处理技术十分必要。芬顿流化床是一种新型的水处理工艺，可以在酸性条件下同步实现有机污染物的高效降解以及铁离子的流化结晶，在载体表面形成铁氧化物层，而铁氧化物对重金属又有着良好的去除效果。因此本文利用芬顿流化床工艺产生的铁结晶载体，研究了其对典型重金属砷、铅的处理能力，并考察了芬顿流化床体系下目标重金属离子的流化去除规律及机制，完成了模拟含砷有机工业废水的探索性应用处理研究，主要结果如下： （1）铁结晶载体上铁氧化物以FeOOH的形式存在，主要通过表面羟基实现重金属的保留。研究中采用有效容积约1.2L的流化床反应器，在载体量为50g，pH为3的条件下，0.1mM的AsO43-在1h内基本完全去除，推测其机理主要归结于载体表面的铁氧化物与As(Ⅴ)的双齿双核络合反应，形成Fe-O-As-O-Fe的结构。而铁结晶载体对As(Ⅲ)的亲和力较低，通过引入芬顿试剂（Fe2++H2O2）可将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，实现对其的有效去除，铁结晶形成的新表面理论上也有利于砷的持续固定。 （2）铁结晶载体对Pb2+的去除主要受载体量和pH的影响，当载体量为250g，pH为6时其去除率能达到95%以上。酸性环境下，少量Pb2+通过形成表面沉淀被固定，更多以表面吸附的方式保留在铁结晶载体上。同样考察了芬顿流化床体系中铅与铁的同步去除规律，发现铁离子的存在一定程度上抑制了铅在铁结晶载体上的保留。 （3）选取某工业园区实际综合废水添加亚砷酸盐，进行了模拟含砷有机工业废水的芬顿流化床长期连续流处理研究，实现了废水COD、砷和铁的有效稳定同步去除。考察和优化了初始pH、停留时间、Fe2+/H2O2投加量等重要运行参数，发现COD去除率主要受到初始pH和芬顿试剂量的影响，而适当降低芬顿试剂投加量和提高停留时间可提升As(Ⅲ)的去除效果。结果表明芬顿流化床工艺在同步降解有机污染物和去除砷方向具有一定的应用价值。
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