鐵炭法及其強(qiáng)化技術(shù)處理供水廠進(jìn)水突發(fā)性Cr(Ⅵ)污染的研究.pdf

1、近年來，城市飲用水源地的突發(fā)污染事件頻繁發(fā)生，其中，六價(jià)鉻是一類常見的水源突發(fā)性污染物。傳統(tǒng)供水廠工藝適用于較清潔水源水處理，一旦水源受到六價(jià)鉻的污染，傳統(tǒng)工藝無法保障居民飲用水安全。鐵炭法具有成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此在處理供水廠進(jìn)水突發(fā)性Cr(Ⅵ)污染方面具有很大的應(yīng)用前景。本文通過對鐵炭法的條件實(shí)驗(yàn)確定了鐵炭法處理六價(jià)鉻污染的最佳條件，進(jìn)行了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析，并根據(jù)表征分析、反應(yīng)過程中pH和各離子濃度變化情況分析了反應(yīng)的機(jī)理，根

2、據(jù)條件實(shí)驗(yàn)確定的最佳條件進(jìn)行了連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，分析了鐵炭法在供水廠應(yīng)急處理方面的應(yīng)用前景，根據(jù)傳統(tǒng)鐵炭法存在的不足以及從提高處理效果的角度出發(fā)，提出了電解及超聲波強(qiáng)化傳統(tǒng)鐵炭法，并對兩種強(qiáng)化方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。論文取得的研究成果如下:
　　(1)投加量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度的增加，有利于六價(jià)鉻的去除;鐵炭法去除飲用水中六價(jià)鉻污染無需調(diào)節(jié)原水pH即可達(dá)到較好的處理效果;當(dāng)鐵碳質(zhì)量比為7∶3、活性炭粒徑為2～4 mm時(shí)，六價(jià)鉻去除效果最好

3、。
　　(2)鐵炭法去除Cr(Ⅵ)的反應(yīng)過程符合一級動(dòng)力學(xué)方程，隨著投加量及反應(yīng)溫度的增大，表觀速率常數(shù)增大，在中性及偏酸性條件下，反應(yīng)的表觀速率常數(shù)均較大。
　　(3)通過表征結(jié)果分析、反應(yīng)過程中pH及各離子變化的情況分析，鐵炭法去除飲用水中六價(jià)鉻污染涉及的主要去除機(jī)理有:原電池效應(yīng)、還原作用、活性炭吸附作用及絮凝沉淀作用。
　　(4)在鐵碳質(zhì)量比為7∶3,鐵炭混合物總量為350g，HRT為50min，原水六價(jià)鉻濃度

4、為1mg/L的條件下，鐵炭反應(yīng)器可以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行17天，經(jīng)反洗后穩(wěn)定運(yùn)行至第61天，同時(shí)，出水總鐵基本達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)要求。為了應(yīng)對飲用水源突發(fā)性的六價(jià)鉻污染問題，將鐵炭法應(yīng)急處理裝置設(shè)置在供水廠常規(guī)處理工藝前的預(yù)處理段，鐵炭法的原料成本為1.17元/噸。
　　(5)在鐵碳投加量為3g/L的條件下，電解強(qiáng)化法隨著電壓強(qiáng)度從0V增加到24V， Cr(Ⅵ)去除率從61.96％增加到66.38％，電解

5、強(qiáng)化法的去除率提高并不明顯，卻存在明顯電耗。超聲強(qiáng)化法的超聲功率為80％時(shí)，Cr(Ⅵ)去除率可高達(dá)98.64％，剩余Cr(Ⅵ)濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.05 mg/L，超聲對于鐵炭法的強(qiáng)化效果明顯。在鐵炭投加量為3g/L，電解強(qiáng)化鐵炭法電壓為18V，超聲波強(qiáng)化鐵炭法的超聲波功率為40％的條件下，電解強(qiáng)化法、超聲強(qiáng)化法的Cr(Ⅵ)衰減速率分別是傳統(tǒng)鐵炭法的Cr(Ⅵ)衰減速率的1.26倍、2.26倍。
　　(6)超聲波強(qiáng)化鐵炭法不僅能強(qiáng)化Cr(