利用Fe0和Fe2+在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根

邓小强, 李芙蓉, 祝方. 利用Fe0和Fe2+在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根[J]. 环境工程学报, 2018, 12(2): 505-512. doi: 10.12030/j.cjee.201706197
引用本文: 邓小强, 李芙蓉, 祝方. 利用Fe0和Fe2+在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根[J]. 环境工程学报, 2018, 12(2): 505-512. doi: 10.12030/j.cjee.201706197
DENG Xiaoqiang, LI Furong, ZHU Fang. Using Fe0 and Fe2+ to generate green rusts to remove sulfate in saponin wastewater[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(2): 505-512. doi: 10.12030/j.cjee.201706197
Citation: DENG Xiaoqiang, LI Furong, ZHU Fang. Using Fe0 and Fe2+ to generate green rusts to remove sulfate in saponin wastewater[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(2): 505-512. doi: 10.12030/j.cjee.201706197

利用Fe0和Fe2+在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根

  • 基金项目:

    山西省基础研究计划项目(2013011040-1)

Using Fe0 and Fe2+ to generate green rusts to remove sulfate in saponin wastewater

  • Fund Project:
  • 摘要: 皂素废水中高浓度的SO2-4对环境危害大,厌氧环境下同时投加Fe0和Fe2+生成硫酸盐绿锈增强SO2-4的去除,实验研究了各因素对去除SO2-4的影响。结果表明,降低初始pH能快速提升SO2-4的去除率,25~35 ℃范围内提高温度有利于SO2-4的去除,Fe2+浓度对去除效果影响显著,随着Fe2+浓度的增加,SO2-4去除率快速上升。初始pH为2、温度为25 ℃的条件下,10 g·L-1的Fe0和1 000 mg·L-1的Fe2+能去除93.1%初始浓度为1 000 mg·L-1的SO2-4。XRD和SEM表征结果显示,去除过程中铁粉表面有疏松多孔结构的Fe3O4生成,有利于SO2-4与Fe0接触反应,促进硫酸盐绿锈的生成,进一步增强SO2-4的去除。动力学分析显示,去除过程拟合伪二级动力学模型,吸附SO2-4的过程以单分子层吸附为主。
  • 加载中
  • [1] 薛念涛, 张国臣, 王莹,等.属性综合评价法评估黄姜皂素废水处理工艺[J].环境科学与技术,2014,7(2):163-166
    [2] 李莉, 李业梅, 曹俊.黄姜皂素废水处理技术研究进展[J].农业与技术, 2015(6):16-17
    [3] 吕嘉枥, 谭新敏.黄姜生产皂素废水综合利用研究进展[J].水处理技术,2008,4(1):19-21
    [4] 欧阳二明,宋永健,赵瑞,等.铝镁复盐法去除工业废水中硫酸盐的试验研究[J].工业水处理, 2017,7(1):86-89
    [5] 彭娟, 廖雷, 魏建文,等.改性蔗渣焚烧灰去除糖蜜酒精废液中硫酸根[J].环境工程学报,2016,0(12):6848-6854
    [6] 许东波, 杨云龙.处理高硬度矿井水中硫酸盐的实验研究[J].科技信息, 2011(3):469-470
    [7] 胡文容.铝盐沉淀法去除酸性矿井水中SO2-4的试验研究[J].能源环境保护, 1996(5):18-20
    [8] 刘杏, 刘志刚, 马鲁铭,等.催化铁-厌氧微生物耦合技术还原硫酸根的研究[J].水处理技术,2012,8(5):70-73
    [9] 于洋, 岳秀萍, 刘吉明,等.Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子[J].环境工程学报,2013,7(8):3079-3084
    [10] 周都.冷冻法除硫酸根设计[J].化工设计通讯, 1994(2):59-64
    [11] 汪明明.复合沉淀法协同去除水中的硫酸盐及硬度[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学, 2015
    [12] 王三敏.浅析盐水中去除硫酸根离子的方法[J].中国井矿盐,2011,2(2):3-6
    [13] 顾秋香, 苏庆平, 刘丽,等.吸附法脱除水中硫酸根技术进展[J].无机盐工业,2008,0(10):5-7
    [14] 张玉霞, 谢洪勇, 陈卫东.超高石灰铝法去除工业废水中高浓度硫酸根离子[J].上海第二工业大学学报,2016,3(4):278-282
    [15] EDWARD J O, PHIL L C, MICHELLE S, et al.Green rust formation from the bioreduction of γ-FeOOH (Lepidocrocite):Comparison of several shewanella species[J].Geomicrobiology Journal,2007,4(4):211-230
    [16] CHRISTIANSEN B C, BALICZUNIC T, DIDERIKSEN K, et al.Identification of green rust in groundwater[J].Environmental Science & Technology,2009,3(10):3436-3441
    [17] INACIO J, TAVIOT-GUEHO C, FORANO C, et al.Adsorption of MCPA pesticide by MgAl-layered double hydroxides[J].Applied Clay Science,2001,8(5):255-264
    [18] 马保国, 侯伟, 茹晓红,等.分光光度法快速测定磷石膏的溶解度[J].武汉理工大学学报,2012,4(4):15-19
    [19] 王小明, 彭晶, 徐欢欢,等.As(Ⅴ)浓度和环境因子对硫酸盐绿锈转化的影响及其机制[J].化学学报,2017,5(6):608-616
    [20] HUANG Y H, ZHANG T C, SHEA P J, et al.Effects of oxide coating and selected cations on nitrate reduction by iron metal[J].Journal of Environmental Quality,2003,2(4):1306-1315
    [21] 朱雪强.岩溶地下水四氯化碳污染的零价铁修复实验研究[D].徐州:中国矿业大学, 2014
    [22] REFAIT P, GEHIN A, ABDELMOILA M, et al.Coprecipitation thermodynamics of iron(Ⅱ-Ⅲ) hydroxysulphate green rust from Fe(Ⅱ) and Fe(Ⅲ) salts[J].Corrosion Science,2003,5(4):659-676
    [23] MATTHEW C F, WANDER, KEVIN M, et al.Structure and charge hopping dynamics in green rust[J].Journal of Physical Chemistry C,2007,1(30):11414-11423
    [24] 陈英, 吴德礼, 张亚雷,等.绿锈的结构特征与反应活性[J].化工学报,2014,5(6):1952-1960
    [25] SRINIVASAN R, LIN R, SPICER R L, et al.Structural features in the formation of the green rust intermediate and γ-FeOOH[J].Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects,1996,3(1/2):97-105
    [26] 陕洁.多孔/中空四氧化三铁基磁性聚合物微球的制备及性能研究[D].杭州:浙江大学, 2015
    [27] KLAS S, KIRK D W.Understanding the positive effects of low pH and limited aeration on selenate removal from water by elemental iron[J].Separation & Purification Technology,2013,6(37):222-229
    [28] 吴德礼, 王文成, 马鲁铭.绿锈还原转化邻氯硝基苯实验研究[J].同济大学学报(自然科学版),2010,8(10):1473-1477
    [29] ALIDOKHT L, OUSTAN S, KHATAEE A, et al.Enhanced removal of chromate by graphene-based sulfate and chloride green rust nanocomposites[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2016,8:266-274
    [30] 陈英, 吴德礼, 张亚雷,等.绿锈的结构特征与反应活性[J].化工学报,2014,5(6):1952-1960
    [31] 毛喆, 李丹, 钟音,等.硫化亚铁矿物的生物合成及其对六溴环十二烷的还原脱溴研究[J].地球化学,2016,5(6):601-613
    [32] 付欣, 吉娜, 陈群,等.零价铁去除水中Cu(Ⅱ)的研究[J].化工进展,2016,5(2):629-634.
    [33] CHANDA S C, MANNA A, VIJAYAN V, et al.PIXE & XRD analysis of nanocrystals of Fe, Ni and Fe2O3[J].Materials Letters,2007,1(28):5059-5062
    [34] LIU C C, TSENG D H, WANG C Y.Effects of ferrous ions on the reductive dechlorination of trichloroethylene by zero-valent iron[J].Journal of Hazardous Materials,2006,6(3):706-713
    [35] ZHANG T C, HUANG Y H.Profiling iron corrosion coating on iron grains in a zerovalent iron system under the influence of dissolved oxygen[J].Water Research,2006,0(12):2311-2320
    [36] MOON J Y, JEON Y T, CHANG Y, et al.Characterization of superlattices of monodisperse FeO nanoparticles in a polystyrene matrix with TEM and XRD[J].Superlattices & Microstructures,2008,3(2):141-145
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3348
  • HTML全文浏览数:  2974
  • PDF下载数:  473
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2018-02-08

利用Fe0和Fe2+在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根

  • 1. 太原理工大学环境科学与工程学院,太原 030024
  • 2. 武汉轻工大学化学与环境工程学院,武汉 430023
基金项目:

山西省基础研究计划项目(2013011040-1)

摘要: 皂素废水中高浓度的SO2-4对环境危害大,厌氧环境下同时投加Fe0和Fe2+生成硫酸盐绿锈增强SO2-4的去除,实验研究了各因素对去除SO2-4的影响。结果表明,降低初始pH能快速提升SO2-4的去除率,25~35 ℃范围内提高温度有利于SO2-4的去除,Fe2+浓度对去除效果影响显著,随着Fe2+浓度的增加,SO2-4去除率快速上升。初始pH为2、温度为25 ℃的条件下,10 g·L-1的Fe0和1 000 mg·L-1的Fe2+能去除93.1%初始浓度为1 000 mg·L-1的SO2-4。XRD和SEM表征结果显示,去除过程中铁粉表面有疏松多孔结构的Fe3O4生成,有利于SO2-4与Fe0接触反应,促进硫酸盐绿锈的生成,进一步增强SO2-4的去除。动力学分析显示,去除过程拟合伪二级动力学模型,吸附SO2-4的过程以单分子层吸附为主。

English Abstract

参考文献 (36)

目录

/

返回文章
返回