庆阳市农村饮用水中六价铬的去除研究

第24卷第3期陇东学院学报Vol．24No．32013年5月JournalofLongdongUniversityMay2013文章编号:1674-1730(2012)03-0035-03庆阳市农村饮用水中六价铬的去除研究齐慧丽，杨宗文，李金霞，盖轲(陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳745000)收稿日期:2012-12-14基金项目:庆阳市科技计划项目(GC2011－15)作者简介:齐慧丽(1979—)，女，山西临汾人，讲师，硕士，主要从事分析化学的教学与研究．摘要:用铁屑和活性炭作为填料，利用填料表面产生腐蚀微电池的内电解原理去除生活饮用水中的六价铬．该方法简单、成本低、操作管理方便、消耗能量少，不需添加任何化学药剂，去除六价铬彻底，是处理生活饮用水中六价铬的理想方法．关键词:腐蚀微电池原理;铁屑;活性炭;六价铬中图分类号:O661文献标识码:AＲesearchingintoＲemovingChromium(VI)fromDrinkingWaterinQingyangQIHui-li，YANGZong-wen，LIJin-xia，GAIKe(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，LongdongUniversity，Qingyang745000，Gansu)Abstract:Inthisstudy，ironandactivatedcarbonisusedasfiller．Thismethodusesthefillersurfacetoproduceinternalelectrolysisprincipleofcorrosionmicro－batterytoremovechromium(VI)indrinkingwater．Themethodissimple，lowcost，convenienttooperateandeasytomanage．Themethodcanre-movechromium(VI)completely．Thismethodistheidealmethodintreatmentofdrinkingwaterwithchromium(VI)．Keywords:theprincipleofmicro－cellcorrosion;Ironfilings;activatedcarbon，chromium(VI)饮用水水源是保证城市和农村供水安全和社会正常运行的重要公共基础设施，也是生态环境系统的重要组成部分［1］，水源水质的好坏会直接影响到城市供水水质和人们的饮水安全．近年来城市饮用水水源地的突发污染事件频繁发生，且发生频率和危害程度都有增大的趋势．由于工业废水的污染或地质背景的原因，生活饮用水源中六价铬含量严重超标，有时竟高达0.1～2.0mg·L－1．通过对庆阳市七县一区农村饮用水的分析，环县、华池、合水、庆城等不同程度上存在着六价铬的超标问题，六价铬对人体具有全身致毒作用、刺激作用、累积作用、变态作用、致癌作用和致变作用等危害．因此六价铬被列为对人体危害最大的六种物质之一，同时也是国际公认的三种致癌金属物质之一［2］．鉴于铬污染的严重危害性，我国《生活饮用水水质卫生规范》规定Cr(VI)的最高限值为0.05mg·L－1．因此，含Cr(VI)水的治理逐渐成为国内外重金属污染领域优先控制的项目之一［2］．目前，含Cr(VI)水的常见治理方法有氧化还原法、化学沉淀法、生物法、离子交换法、吸附法、电化学法、膜滤法以及蒸发浓缩等工艺［3－7］．化学还原法虽操作简便，但会引入其他化学杂质．化学沉淀法的优点是处理量大、反应速度快、设备简单，缺点是占地面积大、污泥多，尤其是污泥中仍含有毒性大的Cr(VI)．离子交换工艺投资较大、操作管理要求严格，且回收的铬酸盐中含过多的氯离子及硫酸根离子．我们所选用的方法不仅要将六价铬去除彻底，而且以不能向水体引入其他污染物为指导思想，经过反复试验，最终选择电化学方法除去饮用水中的六价铬．该方法简单，成本低，操作管理方便，消耗能量少，不需添加任何化学药剂，连续性能好，处理能力大，去除六价铬彻底，是处理生活饮用水中六价铬的理想方法．1方法原理以铁屑、活性炭为主要原料，除铬机理主要是金属腐蚀微电池原理［7，9］．当含有六价铬的生活饮用水通过填料时，在填料的内部表面形成无数个以铁和阴极性物质构成的腐蚀微电池．铁作为腐蚀微电池的阳极，电极反应:Fe－2e=Fe2+填料中的炭及其他惰性物质做为腐蚀微电池的阴极，即正极，在阴极上发生还原反应:阴极:O2+2H2O+4e－=4OH－Cr6++3e=Cr3+以及水体中电极电位较正的物质在阴极上被还原并沉积．在溶解中的主要反应有:3Fe2++Cr6+=Cr3++3Fe3+Fe3++Cr3++6OH－=Fe(OH)3