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绿色水处理药剂高铁酸钾在水处理中的应用研究进展

2013/12/2

绿色水处理药剂高铁酸钾在水处理中的应用研究进展

冯雪玉

（西北师范大学实验中学  甘肃兰州  730000）

摘要：高铁酸钾是一种环境友好型多功能水处理剂。综述了高铁酸钾在水处理中的应用研究进展，分析了高铁酸钾联用技术的协同作用，指出了目前存在的主要问题和今后的发展方向，以期待为高铁酸钾的深入研究其在水处理中的应用提供一定的借鉴作用。

关键词：高铁酸钾   氧化剂  消毒剂   混凝剂

中图分类号：X703      文献标识码：A     文章编号：1674-098X(2011)10（a）-0002-01

 

高铁酸钾（K2FeO4）是20世纪70年代以来开发的新型多功能水处理剂，它是一种比高锰酸钾、臭氧和氯气的氧化能力还强的多氧化剂，适用PH值范围广，可认去除有机和无机污染物，尤其对难降解有机物具有特殊功效。它的还原产物铁还具有较好的吸附和助凝效果。在饮用水的深度处理方面具有高效、无毒副作用等优越性。因此，针对于高铁酸钾的研究和应用得到了较为广泛的关注。

1 高铁酸钾在水处理中的应用

1.1 去除水中无机污染物

  高铁酸钾可去除水中有害、有毒无机物：将水中的As(Ⅲ)氧化成As(v)砷；将CN^-氧化为NO^2-、NO^3-和HCO^3-；对硫化物、硫氰根、亚硝酸根、亚铁氰根等有明显的氧化去除效果；对Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺、Hh²⁺等重金属离子及放射性核素等有吸附、沉降作用，能使水中的钚和镅达到放射性物质残留标准。

1.2去除水中有机污染物

   研究表明萘和三氯乙烯可被高铁酸钾完全氧化；高铁酸钾可去除含链烃、芳烃等含油污水。水中许多有机污染物如：羧酸、氨基酸、苯、氯苯、苯酚、硝基苯、有机氮化物、脂肪硫、亚硝基胺、硫脲等可被高铁盐氧化降解。水中活性染料如：偶氮双键、胺基、酚基、磺酸基等生色基团可被高铁酸钾氧化破坏、降解和脱色。分散染料的去除主要是由期分解产生的Fe(OH)₃的絮凝作用。

1.3消毒

  高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用，期灭活效率随PH值的降低而升高。高铁酸钾的灭活效率优于次氯酸，他对QB噬菌体的灭活作用受自身尝试和接触时间的影响；高铁酸钾退后仍有灭活作用，说明高铁酸钾分解的抵抗性强于带负电微生物，Gilbert等证明，1.2-6mg/L的高铁酸钾可杀灭水中大肠杆菌。席德孚等用高铁酸钾（6mg/L）作杀灭水中大肠杆菌试验，作用30min后杀灭率达99.9%。而且FeO2-4有较宽的PH范围（5-12）。覃长林等1997年报道，5.0-6.0mg/L的高铁酸钾可杀灭水中大肠杆菌，杀率达99.95%-99.99%。

1.4 饮用水源的除藻

   高铁酸钾能够氧反破坏灌细胞的表面结构，造成藻细胞表面鞘套的卷绕，并可能使细胞的外鞘开裂，致使胞内物质外流。雷庆铎等研究了高铁酸钾对蓝藻中的微囊藻毒素的去除效果，结果表明：K2FeO4能够有效地去除水中的微囊毒素，当PH分别为2和10时，去除率分别为94.51%和87.96%.

1.5絮凝作用 

  高铁化合物在氧化降解有机物和微生物的过程中，FeO^2-₄被还原为Fe³⁺或Fe(OH)₃,而Fe³⁺或Fe(OH)₃很好的絮凝剂，这说明高铁化合物水处理剂具有双重功效。何文丽等采用烧坏试验考察了投加高铁酸钾强化混凝去除矿井水中铅、镉、铁、锰的效果，结果表明：在PH为8-10的范围内对铅、镉、铁、锰有较好的去除效果，去除率可分别达到约95%、61%、97%和92%，处理后矿井水中重金属含量可以达到饮用水标准。

1.6高铁酸钾的联用技术

  沈希裴研究表明：通过比较单独高铁酸钾或单独臭氧以及联用处理100mg/L活性艳红X-3B模拟废水的脱色效果和COD去除率，结果表明，联用处理4min后完全脱色，COD的去除率达46%。联用处理的脱色效果明显好于单独电晕处理和单独臭氧处理。马艳等研究发现由于高铁酸钾具有氧化选择性及不稳定性等缺点，有必要发展高铁酸钾联用技术，结合国内外的研究进展，分析了高铁酸钾联用技术的协同作用，认为高铁酸钾与光催化协同作用明显，可大幅提高光催化效率，加速污染物去除，在环境治理领域有着广阔的应用前景。

2 高铁酸钾在水处理中的应用研究展望

  高铁酸钾在具有很大的开发应用价值，但难于制备和稳定，是其一直未能在水处理中应用的关键问题。我国近来研制的高铁酸钾稳定性显著提高，并能够批量生产，对不同地区、不同各类的水质进行处理均取得了良好的效果。

今后，高铁酸钾在饮用水的处理领域的应用研究可以关注几个方面：研究高铁酸钾强化与拓宽现行常规给水处理工艺的净水效能，可不改变现有工艺流程、不增加大的附属设备，是比较适合我国国情的水处理技术，具有广阔的研究开发前景；研制以高铁酸钾为消毒剂，不可降解的无毒性高分子为载体的控释长效消毒剂，以期解决消毒剂持久性、安全性和贮存运输的问题，具有很好的实用开发价值和应用空间；以高铁酸钾为消毒剂和助凝剂，辅以高效混凝剂，研制一种集澄清、消毒为一体的多功能净水复合药剂，对于提高部队野外饮水保障能力具有重要的意义。

【1】       Sharma V K Potassium ferrate  2002(6):143-156

【2】       张秀丽，廖广汉，贾汉东。稳定高铁酸钾杀菌的研究，中国卫生检验杂志。2000,10(12):174-175

【3】       覃长林，刘玉莲。非氯型消毒剂高铁酸钾的合成[J].精细化工。1997，14（5）：1-2.

【4】       雷庆铎，孟春芳，申明召。高铁酸钾对微囊藻素的去除效果探讨[j].水生态学杂志，2009，2（5）：111-114.

【5】       何文丽，桂和荣，苑志华。高铁酸钾混凝去除矿井吕水的铅、镉、铁、锰【J】。工业水处理，2009，29（10：83-85）。

【6】       沈希裴。高铁酸钾与臭氧联用处理印染废水的试验研究[D].浙江：浙江工业大学。2009.

【7】       马艳，高乃云，楚文海。高铁酸钾及其联用技术在水处理中的应用[J].水处理技术2010，36（1）：10-13

【8】       杨文伟，等。高铁酸钾在水和废水处理中的应用/[J].科技创新导报，2010，3：115。

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文章来源：百度文库

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