鐵碳微電解法去除飲用水中硝酸鹽的研究.pdf

1、我國飲用水水源污染情況嚴重，同時還面臨著各種突發(fā)性污染的問題。因此，研究開發(fā)應對重大突發(fā)性水污染事件的關鍵技術是保障飲用水水質安全的重要基礎。針對面源污染導致的突發(fā)性飲用水水源硝酸鹽濃度過高的問題，現(xiàn)有的供水廠處理工藝均無法去除硝酸鹽，因此選擇鐵碳微電解法作為供水廠的應急方案。鐵碳微電解法是利用零價鐵和活性炭之間的電位差形成大量的微小原電池，通過電子的轉移將水體中的硝酸鹽還原去除。所以鐵碳微電解系統(tǒng)可以迅速啟動，有效去除水中的硝酸鹽。<

2、br>　　通過單因素試驗和連續(xù)流試驗，研究微電解法對硝酸鹽的去除作用，分析其動力學機理，研究其優(yōu)化條件并進行應用前景分析，為微電解法在飲用水處理中的實際應用提供技術支持。研究結果主要如下:
　　單因素試驗是為了探究鐵碳微電解法在中性條件下是否能有效去除硝酸鹽，通過改變鐵碳總量、鐵碳比和反應時間等反應條件進行試驗。試驗過程采用實驗室配水，取100ml水樣于250ml錐形瓶中，投加鐵碳混合物進行反應，反應結束后將水樣進行預處理然后測定

3、其硝酸鹽濃度。結果表明，pH值為中性，鐵碳總量為100g/L，鐵碳質量比為7∶3，反應時間為180min的條件下，反應系統(tǒng)硝酸鹽去除效果最佳，初始硝酸鹽濃度為30mg/L，出水濃度為11.60mg/L。不同鐵碳總量和不同鐵碳比的反應系統(tǒng)的反應速率常數擬合曲線的相關性較好，R2＞0.9，基本符合一級反應動力學方程。
　　連續(xù)流試驗是為了進一步研究鐵碳微電解法去除硝酸鹽對實際應用的影響，采用連續(xù)流試驗進行研究。根據單因素試驗的結果和硝

4、酸鹽在微電解法下的轉化方程式，采用改變進水硝酸鹽離子和氫離子比例、鐵碳比和水力停留時間等反應條件進行試驗。反應柱中填滿鐵碳混合物，水樣從上部進水，利用自然重力停留一定時間后從下部出水，然后測定出水硝酸鹽濃度。結果表明，鐵碳質量比為3∶1，HRT=60min，進水NO3-∶H+=1∶5的條件下，反應系統(tǒng)硝酸鹽去除效果最佳，初始硝酸鹽濃度為30 mg/L，穩(wěn)定階段出水硝酸鹽平均濃度為2.60 mg/L。
　　在飲用水預處理的應用前景分

5、析。根據連續(xù)流試驗的結果，鐵碳微電解法能作為應急方案對飲用水進行預處理以防止硝酸鹽濃度超標。采用該應急方案后，對供水廠的初期建設投資費用、運行費用和占地面積均有影響。對不同建設規(guī)模的供水廠在不同鐵碳比和不同水力停留時間的條件下進行經濟及用地指標分析，為實際應用提供參考依據。分析結果表明，在水力停留時間為30min，鐵碳比不同的條件下，初期建設總費用增加幅度約為50萬元/(萬m3/d)，運行費用增幅為3.6～9.5萬元/(萬m3/d)。在