粘土礦物強(qiáng)化零價(jià)鐵去除廢水中重金屬污染物的作用研究.pdf

1、零價(jià)鐵作為活性介質(zhì)的可滲透反應(yīng)墻（Fe0-PRB)，被認(rèn)為是一種能替代傳統(tǒng)抽取處理、最具發(fā)展?jié)摿Φ脑恍迯?fù)地下水技術(shù)，但在修復(fù)過程中零價(jià)鐵反應(yīng)活性的降低和滲透能力的減弱，是影響Fe0-PRB使用壽命、制約其實(shí)際應(yīng)用的最重要因素。本文選擇兩種重金屬離子（陰離子SeO42-(Se(VI)和陽離子Pb2+）作目標(biāo)污染物，用連續(xù)柱試驗(yàn)方法模擬Fe0-PRB技術(shù)，將對(duì)其具有較強(qiáng)吸附作用的荷正電性的改性膨潤(rùn)土—羥基鋁柱撐膨潤(rùn)土（Al-bent）和三

2、種荷負(fù)電性的天然粘土礦物（海泡石：Sepiolite，鈣基膨潤(rùn)土：Ca-bent，高嶺土：Kaoline）分別與鐵粉、砂均勻混合，用作PRB中的混合活性材料，比較研究了各種粘土對(duì)Fe0-PRB去除重金屬污染物的強(qiáng)化作用和地下水中常見共存組分（腐殖酸（HA）和四種陰離子（Cl-、NO3-、HCO3-和SO42-））對(duì)SeO42-去除作用的影響；結(jié)合同步輻射X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)X-ray Absorption FineStucture，XA

3、FS)光譜技術(shù)和X-射線衍射儀(X-ray diffraction，XRD)等現(xiàn)代分析方法考察粘土在Fe0-PRB去除重金屬污染物的協(xié)同作用機(jī)制。主要結(jié)果如下：
　　1.對(duì)SeO42-具有良好吸附作用的Al-bent與Fe0、砂混合得到的Fe0/Al-bent/砂反應(yīng)體系對(duì) SeO42-的還原去除能力明顯高于Fe0/砂，也遠(yuǎn)高于Fe0/砂與Al-bent/砂體系對(duì) SeO42-去除率的加和，顯示Al-bent和Fe0之間存在明顯的

4、協(xié)同效應(yīng)。其協(xié)同作用主要源于：Al-bent加入使SeO42-在Fe0表面得到富集，促進(jìn)了兩者之間的電子轉(zhuǎn)移，從而增強(qiáng)了Fe0的還原能力;表面富含的Si-OH，Al-OH的Al-bent能夠緩沖反應(yīng)介質(zhì)的pH，從而可減少鐵表面的腐蝕產(chǎn)物；鐵表面的腐蝕產(chǎn)物還能轉(zhuǎn)移到Al-bent，從而延長(zhǎng)鐵的反應(yīng)壽命。此外，XAFS測(cè)定結(jié)果表明Al-bent的加入能有效促進(jìn)Fe0將Se(VI)還原成溶解性更低，毒性更小的Se(-II)或 Se(0)。

5、r>　　2.腐殖酸（HA）和常見的共存陰離子（Cl-、NO3-、HCO3-和SO42-）均能降低 Fe0/Al-bent/砂和Fe0/砂對(duì)Se(VI)的去除率，但由于Al-bent對(duì)這些共存物質(zhì)較強(qiáng)的吸附作用，因而可明顯弱化這種抑制效應(yīng)。
　　3．將三種天然粘土礦物分別與Fe0、砂均勻混合，均能顯著提高對(duì)合成廢水中 Pb2+的去除能力，去除率與相應(yīng)粘土吸附 Pb2+的能力成正相關(guān)，即：Sepiolite/Fe0/砂>Ca-bent