綠色水處理藥劑高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展

馮雪玉

（西北師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)  甘肅蘭州  730000）

摘要：高鐵酸鉀是一種環(huán)境友好型多功能水處理劑。綜述了高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展，分析了高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù)的協(xié)同作用，指出了目前存在的主要問(wèn)題和今后的發(fā)展方向，以期待為高鐵酸鉀的深入研究其在水處理中的應(yīng)用提供一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：高鐵酸鉀   氧化劑  消毒劑   混凝劑

中圖分類(lèi)號(hào)：X703      文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1674-098X(2011)10（a）-0002-01

 

高鐵酸鉀（K2FeO4）是20世紀(jì)70年代以來(lái)開(kāi)發(fā)的新型多功能水處理劑，它是一種比高錳酸鉀、臭氧和氯氣的氧化能力還強(qiáng)的多氧化劑，適用PH值范圍廣，可認(rèn)去除有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，尤其對(duì)難降解有機(jī)物具有特殊功效。它的還原產(chǎn)物鐵還具有較好的吸附和助凝效果。在飲用水的深度處理方面具有高效、無(wú)毒副作用等優(yōu)越性。因此，針對(duì)于高鐵酸鉀的研究和應(yīng)用得到了較為廣泛的關(guān)注。

1 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用

1.1 去除水中無(wú)機(jī)污染物

  高鐵酸鉀可去除水中有害、有毒無(wú)機(jī)物：將水中的As(Ⅲ)氧化成As(v)砷；將CN^-氧化為NO^2-、NO^3-和HCO^3-；對(duì)硫化物、硫氰根、亞硝酸根、亞鐵氰根等有明顯的氧化去除效果；對(duì)Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺、Hh²⁺等重金屬離子及放射性核素等有吸附、沉降作用，能使水中的钚和镅達(dá)到放射性物質(zhì)殘留標(biāo)準(zhǔn)。

1.2去除水中有機(jī)污染物

   研究表明萘和三氯乙烯可被高鐵酸鉀完全氧化；高鐵酸鉀可去除含鏈烴、芳烴等含油污水。水中許多有機(jī)污染物如：羧酸、氨基酸、苯、氯苯、苯酚、硝基苯、有機(jī)氮化物、脂肪硫、亞硝基胺、硫脲等可被高鐵鹽氧化降解。水中活性染料如：偶氮雙鍵、胺基、酚基、磺酸基等生色基團(tuán)可被高鐵酸鉀氧化破壞、降解和脫色。分散染料的去除主要是由期分解產(chǎn)生的Fe(OH)₃的絮凝作用。

1.3消毒

  高鐵酸鉀對(duì)大腸桿菌有良好的滅活作用，期滅活效率隨PH值的降低而升高。高鐵酸鉀的滅活效率優(yōu)于次氯酸，他對(duì)QB噬菌體的滅活作用受自身嘗試和接觸時(shí)間的影響；高鐵酸鉀退后仍有滅活作用，說(shuō)明高鐵酸鉀分解的抵抗性強(qiáng)于帶負(fù)電微生物，Gilbert等證明，1.2-6mg/L的高鐵酸鉀可殺滅水中大腸桿菌。席德孚等用高鐵酸鉀（6mg/L）作殺滅水中大腸桿菌試驗(yàn)，作用30min后殺滅率達(dá)99.9%。而且FeO2-4有較寬的PH范圍（5-12）。覃長(zhǎng)林等1997年報(bào)道，5.0-6.0mg/L的高鐵酸鉀可殺滅水中大腸桿菌，殺率達(dá)99.95%-99.99%。

1.4 飲用水源的除藻

   高鐵酸鉀能夠氧反破壞灌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)，造成藻細(xì)胞表面鞘套的卷繞，并可能使細(xì)胞的外鞘開(kāi)裂，致使胞內(nèi)物質(zhì)外流。雷慶鐸等研究了高鐵酸鉀對(duì)藍(lán)藻中的微囊藻毒素的去除效果，結(jié)果表明：K2FeO4能夠有效地去除水中的微囊毒素，當(dāng)PH分別為2和10時(shí)，去除率分別為94.51%和87.96%.

1.5絮凝作用 

  高鐵化合物在氧化降解有機(jī)物和微生物的過(guò)程中，FeO^2-₄被還原為Fe³⁺或Fe(OH)₃,而Fe³⁺或Fe(OH)₃很好的絮凝劑，這說(shuō)明高鐵化合物水處理劑具有雙重功效。何文麗等采用燒壞試驗(yàn)考察了投加高鐵酸鉀強(qiáng)化混凝去除礦井水中鉛、鎘、鐵、錳的效果，結(jié)果表明：在PH為8-10的范圍內(nèi)對(duì)鉛、鎘、鐵、錳有較好的去除效果，去除率可分別達(dá)到約95%、61%、97%和92%，處理后礦井水中重金屬含量可以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

1.6高鐵酸鉀的聯(lián)用技術(shù)

  沈希裴研究表明：通過(guò)比較單獨(dú)高鐵酸鉀或單獨(dú)臭氧以及聯(lián)用處理100mg/L活性艷紅X-3B模擬廢水的脫色效果和COD去除率，結(jié)果表明，聯(lián)用處理4min后完全脫色，COD的去除率達(dá)46%。聯(lián)用處理的脫色效果明顯好于單獨(dú)電暈處理和單獨(dú)臭氧處理。馬艷等研究發(fā)現(xiàn)由于高鐵酸鉀具有氧化選擇性及不穩(wěn)定性等缺點(diǎn)，有必要發(fā)展高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，分析了高鐵酸鉀聯(lián)用技術(shù)的協(xié)同作用，認(rèn)為高鐵酸鉀與光催化協(xié)同作用明顯，可大幅提高光催化效率，加速污染物去除，在環(huán)境治理領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

2 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用研究展望

  高鐵酸鉀在具有很大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值，但難于制備和穩(wěn)定，是其一直未能在水處理中應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。我國(guó)近來(lái)研制的高鐵酸鉀穩(wěn)定性顯著提高，并能夠批量生產(chǎn)，對(duì)不同地區(qū)、不同各類(lèi)的水質(zhì)進(jìn)行處理均取得了良好的效果。

今后，高鐵酸鉀在飲用水的處理領(lǐng)域的應(yīng)用研究可以關(guān)注幾個(gè)方面：研究高鐵酸鉀強(qiáng)化與拓寬現(xiàn)行常規(guī)給水處理工藝的凈水效能，可不改變現(xiàn)有工藝流程、不增加大的附屬設(shè)備，是比較適合我國(guó)國(guó)情的水處理技術(shù)，具有廣闊的研究開(kāi)發(fā)前景；研制以高鐵酸鉀為消毒劑，不可降解的無(wú)毒性高分子為載體的控釋長(zhǎng)效消毒劑，以期解決消毒劑持久性、安全性和貯存運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，具有很好的實(shí)用開(kāi)發(fā)價(jià)值和應(yīng)用空間；以高鐵酸鉀為消毒劑和助凝劑，輔以高效混凝劑，研制一種集澄清、消毒為一體的多功能凈水復(fù)合藥劑，對(duì)于提高部隊(duì)野外飲水保障能力具有重要的意義。

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