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紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原水中Cr(VI)机理及影响因素

秦宝雨、Tăng Xuân Hải、严律、苏春景

2019Environmental Science被引 1

摘要

采用紫外活化过硫酸盐/甲酸体系所产生的还原性二氧化碳阴离子自由基( ${\rm{CO}}_2^{\cdot -}$ )，研究了水溶液中高浓度Cr(Ⅵ)的去除效果；使用电子自旋共振(ESR)技术，鉴定识别了体系中产生的活性自由基；分析了体系的活化机理及其对Cr(Ⅵ)的还原机制；考察了过硫酸盐投加量、初始pH、腐殖酸、无机阴离子(Cl−、 ${\rm{HCO}}_3^{-} $ 和 ${\rm{NO}}_3^{-} $ )及初始Cr(Ⅵ)浓度等对Cr(Ⅵ)去除的影响。结果表明：紫外活化过硫酸盐/甲酸体系可以有效还原Cr(Ⅵ)，当过硫酸钠与甲酸浓度分别为20 mmol·L−1和40 mmol·L−1，未调初始pH为2.4时，初始浓度为200 mg·L−1 Cr(VI)在50 min内基本完全可被还原；此外，Cr(Ⅵ)还原去除率随过硫酸盐浓度升高而增强，在酸性条件下(pH=2.4)，体系对Cr(Ⅵ)的还原效率最高，随着pH的增大，还原效率明显降低。进一步研究表明，Cl−、 ${\rm{HCO}}_3^{-} $ 和 ${\rm{NO}}_3^{-} $ 对Cr(Ⅵ)的还原都存在抑制作用，在相同浓度下，其抑制程度分别为 ${\rm{HCO}}_3^{-} $ > ${\rm{NO}}_3^{-} $ >Cl−，腐殖酸也对Cr(Ⅵ)的去除存在抑制作用。紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原Cr(Ⅵ)过程符合零级反应动力学方程，其动力学常数为78.467 μmol·(L·min)−1。本研究结果为Cr(Ⅵ)废水的处理提供了一种高效的还原新技术。

引用本文（GB/T 7714）

DOI：https://doi.org/10.12030/j.cjee.201812139