还原铁粉( Reduced Iron Powder )在水处理方面的效果显著,尤其是在去除重金属、氯化物、有机污染物等方面有良好表现。其应用原理基于铁的还原性和与水中污染物发生的化学反应。
一、主要效果
1.去除重金属离子
.还原铁粉能将如 Cr ( VI )(六价铬)、 As ( V )(五价砷)、Pb2+、Hg2+等重金属还原为低毒或不溶形态,再通过沉淀或吸附移除。
· Cr ( VI )+ Fe °→ Cr ( III )+Fe2+
2.降解有机污染物
.能还原氯代烃(如四氯乙烯 PCE 、三氯乙烯 TCE )、硝基苯、染料等。
.有机氯化物在铁表面发生脱氯反应,生成无毒或低毒的中间产物。
3.去除硝酸盐/亚硝酸盐
. Fe °可将NO3还原为氮气(N2)或氨气(NH4+),降低水体富营养化风险。
4.除磷
.铁粉在氧化后:↓氢氧化铁,可与磷酸赴结合沉淀生成磷酸铁沉淀达到除磷的效果。
二、还原铁粉在水处理方面的应用原理
1.还原反应(主要机制)
.零价铁( Fe °)在水中腐蚀时生成Fe2+,
释放电子,参与还原反应。
Fe →Fe2++2e-
污染物+ e -→被还原物(无毒或低毒)
2.表面催化
.铁表面形成的氧化层或铁锈具一定催化活性,促进反应进行。
3.吸附作用
.铁粉及其生成的氧化铁具有良好吸附性,可吸附溶解态污染物(如磷、砷、染料等)。
4.沉淀作用
.与磷、砷等阴离子形成不溶沉淀,如FePO4、FeAsO4等,易于从水中去除。