海绵铁处理水体污染物的研究现状_李守章

ResearchstatusquooftheremovalofchemicalpollutantsfromwaterbodywithspongeironLiShouzhang，LiJunguo，WangFan，ZengYanan，YanXiaolin（CollegeofMetallurgyandEnergy，HebeiPolytechnicUniversity，Tangshan063009，China）海绵铁处理水体污染物的研究现状李守章，李俊国，王凡，曾亚南，闫小林（河北理工大学冶金与能源学院，河北唐山063009）［摘要］作为一种新型的零价铁材料，海绵铁在处理水体污染物的过程中显示了较强的处理能力。针对海绵铁去除水体中有机污染物、重金属离子和无机盐等化学污染物的研究现状，对海绵铁的物化性能及其去除污染物的效果进行了深入分析，总结了海绵铁在应用过程中存在的问题，提出了海绵铁所具有的优势及其改进方向。分析认为海绵铁是一类极具潜力的零价铁材料，其在污水处理过程中必将发挥重要作用。［关键词］海绵铁；还原性；污染物；废水处理［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）12-0025-05Abstract：Asanewtypeofzero-valentiron，spongeironpossessespositivecapacitiesforremovingpollutantsfromwaterbody.Aimingattheresearchstatusquooftheremovaloforganicpollutants，heavymetalionsandinorganicsaltsfromwaterwithspongeiron，furtheranalysisonthechemo-physicalcharacteristicsofitanditspollutantre-movingefficiencyaregiven.Moreover，theadvantagesanddisadvantagesofthespongeironanditsoptimizationas-pectsduringpreparationprocessarediscussedandsummarized.Spongeironisregardedasakindofzero-valentironwhichwillsurelyplayaveryimportantroleintheprocessofwastewatertreatment.Keywords：spongeiron；reductive；pollutants；wastewatertreatment第30卷第12期2010年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.12Dec.，2010早在20世纪80年代，Κ.Η.Sweeny〔1〕就发现金属铁屑对多种氯代有机物具有降解作用，由此零价铁的还原特性逐渐被越来越多的研究者认识，并用于对水体中各类化学污染物的去除。目前，应用的零价铁材料主要包括铁屑、铁粉、纳米铁和海绵铁〔2-5〕。铁屑和铁粉主要来源于工业废弃物，廉价易得，但铁屑需要二次除锈，且比表面积小，存在二次污染和去除效率低的缺陷。纳米铁粉是近几年出现的新材料，但纳米铁粉制备成本较高，易于二次氧化，具有潜在的环境和生物毒性，因此尽管纳米铁粉对污染物具有很高的去除效果，但目前尚难以实际应用。海绵铁因具有比表面积大、比表面能高、较强的电化学富集、强还原性、物理吸附及絮凝沉淀等优越的物理化学性能，在锅炉水除氧、含磷废水、有机印染废水、焦化废水及硝酸盐废水的处理中均有一定的应用和研究〔6-10〕。1海绵铁及其物化性能海绵铁外观灰黑色有亮点，呈疏松海绵状，是由铁、炭及其他杂质（Mn，Cr，Ni，CaO，MgO等）组成的合金，其物化性能如表1所示〔11〕。海绵铁作为水处理材料使用时，其中的金属铁是主要化学成分。铁是活泼金属，其在水溶液中的电极电位较低，具有还原能力，可将金属活动顺序表中排于其后的金属置换出来而沉积在铁的表面，还可将氧化性较强的离子、化合物及某些有机物还原。在水溶液中，Fe2+也具有一定的还原性，存在强氧化剂［基金项目］河北省自然科学基金———钢铁联合研究基金项目（E2008000398）表1海绵铁物化性能项目全铁/%金属铁/%其他元素及杂质/%密度/（g·cm-3）堆密度/（g·cm-3）粒径/mm数值94~95895~62.3~2.71.70~1.880.5~3.0注：全铁、金属铁、其他元素及杂质均以质量分数计。25——工业水处理2010－12，30（12）时，Fe2+可进一步被氧化成Fe3+。Fe及Fe2+的电极电位如式（1）和式（2