專利名稱：鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及修復(fù)地下水的方法。
背景技術(shù)：
地下水絡(luò)或砷污染對(duì)環(huán)境的危害和人類(lèi)健康的影響已經(jīng)引起了人們的廣 泛關(guān)注。以零價(jià)鐵修復(fù)鉻或砷污染的地下水，是近20年來(lái)新興的地下水原位 修復(fù)技術(shù)。零價(jià)鐵修復(fù)受Cr(VI)污染的地下水主要利用零價(jià)鐵的還原能力， Cr(VI)被零價(jià)鐵還原后會(huì)沉積在零價(jià)鐵表面，而零價(jià)鐵修復(fù)受As(V)污染的地 下水時(shí)，主要利用零價(jià)鐵腐蝕產(chǎn)物的吸附和共沉淀作用。然而當(dāng)As(V)和Cr(VI) 共存時(shí)，As(V)的存在雖然對(duì)零價(jià)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(jià)鐵還原為Cr(OH)3， Cr(OH)3沉積在零價(jià)鐵表面會(huì)占據(jù) 吸附位，導(dǎo)致零價(jià)鐵對(duì)As(V)的去除率降低28%~61%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是利用零價(jià)鐵修復(fù)地下水過(guò)程中由于Cr(VI) 的存在會(huì)大大降低零價(jià)鐵對(duì)As(V)的去除率的問(wèn)題；而提供了鐵基化合物修復(fù) 受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法。
本發(fā)明中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法是采用 滲透反應(yīng)墻來(lái)處理受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水，其中滲透反應(yīng)墻的墻體 材料為F^和鐵氧化物的混合物，F(xiàn)^和鐵氧化物的質(zhì)量比為1:0.04~0.2。所述 的鐵氧化物是a-FeOOH、 p-FeOOH、 ，F(xiàn)eOOH及顆粒氫氧化鐵中的一種或其 中幾種的混合。
本發(fā)明中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法還可以是 向受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(fā)明中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法還可以是 向受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水中加入Fe(H)，在加入Fe(II)l小時(shí)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(guò)氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。
本發(fā)明的方法均具有工藝簡(jiǎn)單、操作管理簡(jiǎn)便、所用化學(xué)藥品易得價(jià)廉、 運(yùn)行成本低，及As(V)和Cr(VI)的去除率高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的方法對(duì)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(shí)施方式
十八對(duì)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(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染 地下水的方法是采用滲透反應(yīng)墻來(lái)處理受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水，其 中滲透反應(yīng)墻的墻體材料為F^和鐵氧化物的混合物，F(xiàn)^和鐵氧化物的質(zhì)量 比為1:0.04~0.2。
本實(shí)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(duì)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(wèn)題。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是F^和鐵氧化 物的質(zhì)量比為1:0.05~0.1。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)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(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是F^和鐵氧化 物的質(zhì)量比為1:0.06。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)施方式中As(V)的去除率為89%， Cr(VI)的去除率為95%。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是F^和鐵氧化
物的質(zhì)量比為1:0.08。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)施方式中As(V)的去除率為92%， Cr(VI)的去除率為98%。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三或四不同的是
4鐵氧化物是a-FeOOH、 p-FeOOH、 ，F(xiàn)eOOH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(shù)與具體實(shí)施方式
一、二、三或四相同。
本實(shí)施方式中鐵氧化物為混合物時(shí)，各種鐵氧化物之間按任意比混合。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鐵氧化物為
a-FeOOH。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)施方式中As(V)和Cr(VI)的去除率均可以達(dá)到80%~99%。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鐵氧化物為
卩-FeOOH。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)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(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鐵氧化物為
卩-FeOOH和Y-FeOOH混合物，P-FeOOH和，F(xiàn)eOOH的質(zhì)量比為0.5~2:1 。其
它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)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(shí)施方式
九本實(shí)施方式中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染
地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(shí)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(shí)施方式中Fe(II)將Cr(VI)還原為Cr(m)，同時(shí)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(lái)，在此過(guò)程中As(V)被吸附或共沉淀去除。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方式
九相同。
本實(shí)施方式中As(V)的去除率為85%， Cr(VI)的去除率為99%。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方式
九相同。 本實(shí)施方式中As(V)的去除率為88%， Cr(VI)的去除率為99.5%。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方式
九、
十或十一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染 地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水中加入Fe(II)，在加入 Fe(II)l小時(shí)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(shí)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(shí)施方式中Fe(II)將Cr(VI)還原為Cr(III)，同時(shí)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(lái)，在此過(guò)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(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方式
十三相同。
本實(shí)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(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方式
十三相同。 本實(shí)施方式中As(V)的去除率為91%, Cr(VI)的去除率為99.6%。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)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(shù)與具體實(shí)施方 式十三、十四或十五相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)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(guò)氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。其它步驟 及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十三、十四、十五或十六相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式中鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污 染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(shí)施方式中As(V)的去除率與Cr(VI)的去除率如圖1所示。
權(quán)利要求
1、鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法，它是采用滲透反應(yīng)墻來(lái)處理受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水，其特征在于滲透反應(yīng)墻的墻體材料為Fe0和鐵氧化物的混合物，F(xiàn)e0和鐵氧化物的質(zhì)量比為1∶0.04～0.2。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法，其特征在于F^和鐵氧化物的質(zhì)量比為1:0.05~0.1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(fù)受Cr(ViyAs(V)復(fù)合污染地下水的方法，其特征在于鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復(fù)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，F(xiàn)e(II)與Cr(VI)的摩爾比保持在2 7丄
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(jù)權(quán)利要求4或5所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法，其特征在于鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法是向受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的地下水中加入Fe(II)，在加入Fe(II)l小時(shí)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(jù)權(quán)利要求7所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(jù)權(quán)利要求7或8所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(jù)權(quán)利要求7或8所述的鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)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(guò)氧化氫、臭氧或次氯酸鈉。
全文摘要
鐵基化合物修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水的方法，它涉及修復(fù)地下水的方法。本發(fā)明解決了利用零價(jià)鐵修復(fù)地下水過(guò)程中由于Cr(VI)的存在會(huì)大大降低零價(jià)鐵對(duì)As(V)的去除率的問(wèn)題。本發(fā)明采用Fe⁰和鐵氧化物的混合物作為滲透反應(yīng)墻的墻體材料，或者單獨(dú)投加Fe(II)，或者投加Fe(II)和氧化劑來(lái)修復(fù)受Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染地下水。本發(fā)明的方法均具有工藝簡(jiǎn)單、操作管理簡(jiǎn)便、所用化學(xué)藥品易得價(jià)廉、運(yùn)行成本低，及As(V)和Cr(VI)的去除率高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的方法對(duì)As(V)的去除率為80％～98.8％，Cr(VI)的去除率為90％～99.8％。
文檔編號(hào)C02F1/58GK101503240SQ20091007168
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者關(guān)小紅, 董浩然, 軍 馬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)