论文部分内容阅读
高铁酸盐是一种集氧化、絮凝、杀菌、除臭于一体的新型高效多功能绿色水处理剂。然而，高铁酸盐的工业制备及应用于废水处理的技术却至今尚未成熟。因此本文着重考察了电化学法制备高铁酸盐的合成条件，并研究了用自制的高铁酸钾处理含对氯苯酚、硝基苯和苯胺模拟废水的降解情况，研究结果如下：
本文采用两种隔膜电解槽——平板式隔膜电解槽与套管式隔膜电解槽电化学合成Na2Fe04。发现阳极电解液与阴极电解液采用不同的NaOH浓度不仅有助于提高电化学合成Na2Fe04的浓度，同时也减少了原料的成本，这在国内外目前还未见报道；并首次研究了不同孔径的隔膜材料对电化学合成Na2F~04的影响，发现电化学合成Na2Fc04的电解槽装置中适合采用孔径小于5μm的隔膜材料。最佳的Na2Fe04电化学合成条件为：阳极材料和阴极材料分别为冷镀镀锌铁丝和铜丝；电极间距约为2．3～2．5cm；阳极、阴极电解液NaOH浓度分别约为14～16M和2～4M；温度约为35～40℃；电压约为8～9V；合成时间约为70min。Na2Fe04溶液浓度可达22．14g／L，电流效率为42．47％。由Na2Fe04溶液结晶制得的K2Fe04紫黑色固体产率为45．2％，纯度为49．6％，成本约为12万元／吨。以聚氯乙烯、聚四氟乙烯和全氟离子隔膜为材料的套管式隔膜电解槽具有隔膜亲水性强、电阻小、耐碱液腐蚀、耐高铁酸盐氧化等优点，与平板式隔膜电解槽采用的普通玻璃和高硼硅玻璃相比是更加理想的电化学合成高铁酸盐的电解槽及隔膜材料。
用自制的K2Fe04能够降解含对氯苯酚、硝基苯和苯胺的模拟废水。PAM能够提高K2Fe04的处理效果。采用一般投加，水温为20~C，向75．46mg/L对氯苯酚溶液、72．27mg／L硝基苯溶液和54．67mg／L苯胺溶液中分别投加Fe042-：有机物=4：1(摩尔数比)的K2Fe04，对氯苯酚、硝基苯和苯胺模拟废水的CODCr去除率分别约为35％、38％和25％；投加5ppmPAM后对氯苯酚、硝基苯和苯胺模拟废水的CODCr去除率分别提高了5-7％。经处理后，三种模拟废水的可生化性均得到提高。
高铁酸根与硝基苯的反应通过双电子转移完成，而与对氯苯酚和苯胺的反应则通过单电子转移完成。由机理分析和宏观CODCr降解率难易程度比较可知高铁酸根与对氯苯酚、苯胺的反应比与硝基苯的反应更加容易进行。