[发明专利]一种结合老化磁化预处理零价铁去除Cr(VI)的方法及分离式连续流反应器

说明书

本发明涉及一种结合老化磁化预处理零价铁去除Cr(VI)的方法及分离式连续流反应器，包括用于老化磁化的预处理室、主反应室、搅拌装置。预处理室侧壁上镶嵌有永久磁铁，提供非均匀磁场，减弱污废水中污染物对零价铁的钝化作用，提高零价铁的反应活性。两个反应室的搅拌装置均与池体固定连接。反应器壁设置有进水口、出水口、加药口、排空管等，可用管道连接。本发明将二价铁产生和释放与去除Cr(VI)的过程分开，最大限度的防止零价铁表面被污染物钝化，阻碍表面零价铁和二价铁与污染物的反应。同时，磁场的应用，也能防止反应过程中零价铁腐蚀产物的积累以及污染物对零价铁的钝化作用，从而提高零价铁的反应活性。

技术领域

本发明属于污废水净化领域，具体涉及老化、磁化相结合预处理零价铁，促进二价铁离子释放，从而增强零价铁的反应活性的方法，并开发一种结合老化磁化预处理零价铁去除Cr(VI)的分离式连续流反应器。

背景技术

近年来，随着科技发展，社会进步，环境水体污染问题得到广泛关注。铁是自然界含量丰富的元素之一，零价铁具有廉价易得、无毒且环境友好、还原性强等优良特性。将零价铁应用于水处理领域具有良好的前景。学者研究表明，在零价铁去除Cr(VI)的过程中，溶液中游离态的Fe²⁺起着非常重要的作用。弱磁场能够作用于溶液中的顺磁离子，使零价铁表面腐蚀产物不均匀分布，从而在铁颗粒表面不断暴露出零价铁，加速二价铁离子产生和释放，从而提高零价铁的反应活性。也有诸多研究，对零价铁进行改性，以提高其去除Cr(VI)的活性。例如：中国专利文件CN109384299A公开了一种草酸钠改性零价铁去除水体中六价铬的方法，将零价铁在草酸钠溶液中浸泡一段时间后，洗涤烘干，获得草酸钠改性零价铁备用，然后将草酸钠改性零价铁对水体中的重金属污染物进行处理。再比如：中国专利文件CN109317095A公开了一种用于六价铬去除的复合材料及其制备方法，该复合材料包括生物炭，以及生物炭基体上负载磁性四硫化三铁。

在零价铁处理Cr(VI)废水中，尽量多的产生游离态的Fe²⁺，对于去除Cr(VI)有着至关重要的作用。然而，在实际生产中，零价铁表面产生一层钝化膜，在水处理过程中，阻碍了零价铁的腐蚀和Fe²⁺的释放，并阻碍了表面零价铁和二价铁与污染物的反应。此外，反应过程中零价铁腐蚀产物的积累以及某些污染物对零价铁有钝化作用，也会抑制零价铁腐蚀，降低零价铁的反应活性。尽管将弱磁场应用于零价铁对污染物的去除，能够减弱钝化作用，但在零价铁与污染物的接触过程中钝化作用始终存在。

因此，开发一种将弱磁场应用于零价铁预处理的水处理反应器及方法，避免其钝化作用，能够提高零价铁的反应效率，具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结合老化、磁化预处理零价铁，促进二价铁离子产生和释放，从而增强零价铁的反应活性的分离式双室连续流反应器，以及结合老化磁化预处理零价铁去除Cr(VI)的方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种结合老化磁化预处理零价铁去除Cr(VI)的方法，包括步骤如下：

将零价铁与背景溶液混合，产生二价铁溶液并在磁场作用下老化；

将经过磁化老化的二价铁溶液与含Cr(VI)的废水混合，Cr(VI)在二价铁溶液的作用下迅速被还原。

根据本发明，优选的，所述的背景溶液为能与零价铁反应产生二价铁的溶液；进一步优选为乙酸-乙酸钠缓冲溶液，背景溶液的浓度为0.2mol/L，pH＝5。

根据本发明，优选的，零价铁的加入质量与背景溶液的体积比为0.8g：1L。

根据本发明，优选的，所述的磁场的强度为8-15mT。

根据本发明，优选的，在磁场作用下老化的时间为30min。