Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA废水及其沉淀物回收利用

作者：郝昊天; 韩昆; 石宝友; 王毅力^*

来源：环境科学研究, 2019, 32(02): 340-346.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.26

• 铁氧体法
• PVA(聚乙烯醇)
• 四氧化三铁(Fe3O4)
• 原位处理
• 回收利用

为了评价Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA(聚乙烯醇)废水处理的可行性,采用Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA模拟废水,考察不同作用时间、总铁投加量、初始ρ(PVA)和废水硬度对该工艺处理效果的影响.利用XRD(X射线衍射)、FT-IR(傅里叶转换红外光谱)、BET比表面积、VSM(磁滞回线测试)对沉淀物进行表征,解析该工艺原位处理PVA模拟废水的主要机理,并以该工艺沉淀物为吸附剂,通过锑吸附试验,探讨该工艺沉淀物的回用性.结果表明:(1)Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA模拟废水具有良好的处理能力,初始ρ(PVA)为1 000 mg/L时,该工艺在20 min以内即可达到80%以上的去除率,并且基本没有金属铁的残余,该工艺对PVA的去除率随总铁投加量的增加而提高且基本不受水体硬度影响.(2)在Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺对PVA的原位去除过程中,PVA作为一种反应物参与沉淀物Fe3O4的生成,并促进纳米Fe3O4比表面积增大,最终形成一种类似于凝胶的Fe3O4聚合物.(3)Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺可高效处理模拟PVA-MB(亚甲基蓝)染料废水.对于含有100 mg/L MB(亚甲基蓝三水)和500 mg/L PVA的混合溶液,MB和CODCr去除率在1 min时分别达到97. 37%和89. 47%.沉淀物通过磁分离、乙醇和水清洗后,在水中浸出的ρ(TOC)和ρ(CODCr)很低,分别为0. 86和2 mg/L,可作为吸附剂直接使用,得益于其具有较高的比表面积,对金属锑的拟合吸附量可达71. 94 mg/g.(4)Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺具有一定的实际应用价值.对东莞某实际印染废水处理5 min,CODCr和染料的去除率分别为85. 71%和98. 98%.研究显示,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺可高效去除PVA,沉淀物为易回收的磁性Fe3O4,可作为吸附剂直接使用.

• 单位
  兰州理工大学; 中国科学院大学; 北京林业大学; 环境科学与工程学院