鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法

專利名稱：鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法
技術領域：
本發明涉及修復地下水的方法。
背景技術：
地下水絡或砷污染對環境的危害和人類健康的影響已經引起了人們的廣 泛關注。以零價鐵修復鉻或砷污染的地下水，是近20年來新興的地下水原位 修復技術。零價鐵修復受Cr(VI)污染的地下水主要利用零價鐵的還原能力， Cr(VI)被零價鐵還原后會沉積在零價鐵表面，而零價鐵修復受As(V)污染的地 下水時，主要利用零價鐵腐蝕產物的吸附和共沉淀作用。然而當As(V)和Cr(VI) 共存時，As(V)的存在雖然對零價鐵降解Cr(VI)的速率影響不大，但由于Cr(VI) 的存在，Cr(VI)被零價鐵還原為Cr(OH)3， Cr(OH)3沉積在零價鐵表面會占據 吸附位，導致零價鐵對As(V)的去除率降低28%~61%。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是利用零價鐵修復地下水過程中由于Cr(VI) 的存在會大大降低零價鐵對As(V)的去除率的問題；而提供了鐵基化合物修復 受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法。
本發明中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法是采用 滲透反應墻來處理受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水，其中滲透反應墻的墻體 材料為F^和鐵氧化物的混合物，F^和鐵氧化物的質量比為1:0.04~0.2。所述 的鐵氧化物是a-FeOOH、 p-FeOOH、 ，FeOOH及顆粒氫氧化鐵中的一種或其 中幾種的混合。
本發明中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法還可以是 向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(II)即可，地下水中Cr(VI)與 As(V)的摩爾比大于1， Fe(II)與Cr(VI)的摩爾比保持在2 7:l。所述的Fe(II)可 由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。
本發明中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法還可以是 向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(H)，在加入Fe(II)l小時后再加 入氧化劑，地下水中Cr(VI)與As(V)的摩爾比小于l, Fe(II)與As(V)的摩爾比保持在3~10:1，氧化劑與Fe(II)的摩爾比為0.2 2:l。所述的Fe(II)可由氯化亞 鐵或硫酸亞鐵提供。所述的氧化劑為高錳酸鉀、過氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。
本發明的方法均具有工藝簡單、操作管理簡便、所用化學藥品易得價廉、 運行成本低，及As(V)和Cr(VI)的去除率高的優點；本發明的方法對As(V)的 去除率為80%~95%， Cr(VI)的去除率為90% 99.8%。


圖1是具體實施方式
十八對Cr(VI)/As(V)去除效果圖，圖中-參-表示Cr(VI)
的去除率曲線，-O-表示As(V)的去除率曲線。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方 式間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染 地下水的方法是采用滲透反應墻來處理受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水，其 中滲透反應墻的墻體材料為F^和鐵氧化物的混合物，F^和鐵氧化物的質量 比為1:0.04~0.2。
本實施方式中As(V)的去除率為80% 95%， Cr(VI)的去除率為 90%~99.8%。
本方法中添加鐵氧化物，不僅可以大大提高對As(V)的吸附固定能力，而 且還可以緩解由于As(V)的存在引起的Fe。降解Cr(VI)速率降低的問題。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是F^和鐵氧化 物的質量比為1:0.05~0.1。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)的去除率為80%~93°/。， Cr(VI)的去除率為 90%~98%。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是F^和鐵氧化 物的質量比為1:0.06。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)的去除率為89%， Cr(VI)的去除率為95%。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是F^和鐵氧化
物的質量比為1:0.08。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)的去除率為92%， Cr(VI)的去除率為98%。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一、二、三或四不同的是
4鐵氧化物是a-FeOOH、 p-FeOOH、 ，FeOOH及顆粒氫氧化鐵中的一種或其中 幾種的混合。其它步驟及參數與具體實施方式
一、二、三或四相同。
本實施方式中鐵氧化物為混合物時，各種鐵氧化物之間按任意比混合。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是鐵氧化物為
a-FeOOH。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)和Cr(VI)的去除率均可以達到80%~99%。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是鐵氧化物為
卩-FeOOH。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)的去除率為80%~94%, Cr(VI)的去除率為 90%~99.7%。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是鐵氧化物為
卩-FeOOH和Y-FeOOH混合物，P-FeOOH和，FeOOH的質量比為0.5~2:1 。其
它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
本實施方式中As(V)的去除率為93.8%， Cr(VI)的去除率為99.5%。
具體實施方式
九本實施方式中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染
地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(n)即可，地下
水中Cr(VI)與As(V)的摩爾比大于1 ， Fe(II)與Cr(VI)的摩爾比保持在2~7:1 。 本實施方式中As(V)的去除率為80% 95%， Cr(VI)的去除率為
95%~99.8%。本實施方式中Fe(II)將Cr(VI)還原為Cr(m)，同時Fe(II)被氧化成
Fe(III)， Cr(III)和Fe(III)分別以Cr(OH)3和Fe(OH)3的形式或CrxFey(OH)x+y的形
式沉淀下來，在此過程中As(V)被吸附或共沉淀去除。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同的是Fe(II)與Cr(VI)
的摩爾比保持在3:1。其它步驟及參數與具體實施方式
九相同。
本實施方式中As(V)的去除率為85%， Cr(VI)的去除率為99%。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
九不同的是Fe(II)與
Cr(VI)的摩爾比保持在4:1。其它步驟及參數與具體實施方式
九相同。 本實施方式中As(V)的去除率為88%， Cr(VI)的去除率為99.5%。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
九、十或十一不同的是
所述的Fe(II)由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。其它步驟及參數與具體實施方式
九、
十或十一相同。
具體實施方式
十三本實施方式鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染 地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(II)，在加入 Fe(II)l小時后再加入氧化劑，地下水中Cr(VI)與As(V)的摩爾比小于l， Fe(II) 與As(V)的摩爾比保持在3~10:1，氧化劑與Fe(II)的摩爾比為0.2 2:1。
本實施方式中As(V)的去除率為85%~98.8%， Cr(VI)的去除率為 90%~99.8%。
本實施方式中Fe(II)將Cr(VI)還原為Cr(III)，同時Fe(II)被氧化成Fe(III)， Cr(III)和Fe(III)分別以Cr(OH)3和Fe(OH)3的形式沉淀下來，在此過程中As(V) 被同步去除。氧化劑將未被Cr(VI)氧化的Fe(II)變成Fe(m)，提高Fe(II)的利用 率和除As(V)效率。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
十三不同的是Fe(II)與 As(V)的摩爾比保持在4~8:1。其它步驟及參數與具體實施方式
十三相同。
本實施方式中As(V)的去除率為85%~95%， Cr(VI)的去除率為 95%~99.80/0。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十三不同的是Fe(II)與 As(V)的摩爾比保持在6:1。其它步驟及參數與具體實施方式
十三相同。 本實施方式中As(V)的去除率為91%, Cr(VI)的去除率為99.6%。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十三、十四或十五不同的 是所述的Fe(II)由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。其它步驟及參數與具體實施方 式十三、十四或十五相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
十三、十四、十五或十六 不同的是所述的氧化劑為高錳酸鉀、過氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。其它步驟 及參數與具體實施方式
十三、十四、十五或十六相同。
具體實施方式
十八本實施方式中鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污 染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(II)即可，其 中Cr(VI)的濃度為10nmol/L， As(V)的濃度為10jnmol/L， Fe(II)與Cr(VI)的摩 爾比保持在4.5:1。
本實施方式中As(V)的去除率與Cr(VI)的去除率如圖1所示。
權利要求
1、鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，它是采用滲透反應墻來處理受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水，其特征在于滲透反應墻的墻體材料為Fe0和鐵氧化物的混合物，Fe0和鐵氧化物的質量比為1∶0.04～0.2。
2、 根據權利要求1所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于F^和鐵氧化物的質量比為1:0.05~0.1。
3、 根據權利要求1或2所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于所述的鐵氧化物是a-FeOOH、 p-FeOOH、 Y-FeOOH及顆粒氫氧化鐵中的 一種或其中幾種的混合。
4、 鐵基化合物修復受Cr(ViyAs(V)復合污染地下水的方法，其特征在于鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(II)即可，地下水中Cr(VI)與As(V)的摩爾比大于1，Fe(II)與Cr(VI)的摩爾比保持在2 7丄
5、 根據權利要求4所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于Fe(II)與Cr(VI)的摩爾比保持在3 4:1 。
6、 根據權利要求4或5所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于所述的Fe(II)由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。
7、 鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復合污染的地下水中加入Fe(II)，在加入Fe(II)l小時后再加入氧化劑，地下水中Cr(VI)與As(V)的摩爾比小于1， Fe(II)與As(V)的摩爾比保持在3~10:1，氧化劑與Fe(II)的摩爾比為0.2 2:1。
8、 根據權利要求7所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于Fe(II)與As(V)的摩爾比保持在4~8:1。
9、 根據權利要求7或8所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于所述的Fe(II)由氯化亞鐵或硫酸亞鐵提供。
10、 根據權利要求7或8所述的鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，其特征在于所述的氧化劑為高錳酸鉀、過氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。
全文摘要
鐵基化合物修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水的方法，它涉及修復地下水的方法。本發明解決了利用零價鐵修復地下水過程中由于Cr(VI)的存在會大大降低零價鐵對As(V)的去除率的問題。本發明采用Fe⁰和鐵氧化物的混合物作為滲透反應墻的墻體材料，或者單獨投加Fe(II)，或者投加Fe(II)和氧化劑來修復受Cr(VI)/As(V)復合污染地下水。本發明的方法均具有工藝簡單、操作管理簡便、所用化學藥品易得價廉、運行成本低，及As(V)和Cr(VI)的去除率高的優點；本發明的方法對As(V)的去除率為80％～98.8％，Cr(VI)的去除率為90％～99.8％。
文檔編號C02F1/58GK101503240SQ20091007168
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者關小紅, 董浩然, 軍 馬 申請人:哈爾濱工業大學