海藻酸钙固定化零价铁抗团聚及堵塞的作用机制

• 作者: 朱文会 王夏晖 杨欣桐 王兴润 何俊 黄国鑫 季国华
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 海藻酸钙 Cr（Ⅵ） 地下水修复 渗透反应墙 零价铁
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 2344-2351
• 页数: 7页
• 分类号: X705
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191366

摘要

以海藻酸钠(SA)、氯化钙、微米零价铁(MZVI)为原料，制备了海藻酸钙(CA)固定化MZVI填料(CAZ)，通过静态烧杯实验和动态PRB模型实验，探讨了CA运用对Cr(Ⅵ)的去除性能的影响，并通过电镜扫描分析了CA避免团聚、堵塞机制。实验结果表明，CA凝胶颗粒的运用能显著提升MZVI的除Cr(Ⅵ)性能，CAZ相比MZVI对Cr(Ⅵ)的去除率和反应速率分别提升7.1倍、23.0倍；MZVI利用率的提高是CAZ反应器处理Cr(Ⅵ)水量显著大于MZVI反应器的主要原因，MZVI反应速率的提高是CAZ反应器出水Cr(Ⅵ)浓度显著低于MZVI反应器的主要原因。电镜扫描结果表明，SA与氯化钙交联形成的CA具有丰富的骨架孔道结构，具有骨架支撑作用，能有效克服MZVI颗粒因重力作用导致团聚、降低比表面积的缺陷。CA表层固定的MZVI颗粒与Cr(Ⅵ)反应生成的(FexCr1-x)(OH)3络合沉淀会冲破CA表层外壳，释放到零价铁-渗透反应墙(Fe0-PRB)系统中，导致PRB反应初期出现堵塞现象；大部分MZVI颗粒被固定在CA内部，CA内部有较多孔隙结构，这些孔隙结构会控制(FexCr1-x)(OH)3络合沉淀释放，从而缓解了Fe0-PRB后期长期运行持续堵塞的问题。