高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用
摘要:介紹了高鐵酸鉀的特性,闡述了高鐵酸鉀的制備方法,重點討論了高鐵酸鉀在水處理方面的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:高鐵酸鉀;水處理劑;制備方法
高鐵酸鉀(K2FeO4 )是20 世紀(jì)70 年代以來備受關(guān)注的一類新型高效多功能水處理劑,具有氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌、除臭等作用。相對于氯系殺菌劑而言,高鐵酸鉀不會形成對人體有害的物質(zhì),是氯類殺菌劑的理想替代品。高鐵酸鉀用作水處理劑,可有效去除廢水中的有機污染物、重金屬離子等。高鐵酸鉀的開發(fā)和利用正日益顯示出其廣闊的應(yīng)用前景。
1 高鐵酸鉀的特性
1.1 穩(wěn)定性
高鐵酸鉀(K2FeO4 )中的FeO4 2-具有正四面體結(jié)構(gòu),是構(gòu)成高鐵酸鉀晶胞的基本結(jié)構(gòu)單元,每個晶胞中含有4 個K2FeO4 分子,高鐵酸鉀屬正交晶系,與K2SO4 和K2CrO4 及K2MnO4 異質(zhì)同晶[1]。高鐵酸鉀(K2FeO4 )一般為暗紫色略有金屬光澤的粉末狀結(jié)晶體,極易溶于水而形成類似于高錳酸鉀溶液的紫紅色溶液;常溫下干燥的高鐵酸鉀在空氣中十分穩(wěn)定,超過198 ℃開始分解;含少量的水或為中性水溶液則不穩(wěn)定,能緩慢分解;它在酸性下會很快地分解并放出氧,隨著堿性的增強,分解率下降,在pH 為 11.5~13.5 范圍內(nèi)幾乎不分解。
1.2 強氧化性
鐵離子一般為+2 及+3 價態(tài),在高鐵酸鉀中為+6 價態(tài),處于鐵元素的最高價態(tài),氧化性強。高鐵酸鉀在整個pH 范圍內(nèi)都有很強的氧化性,高鐵酸鉀在酸性條件下和堿性條件下的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢分別為:E0FeO4 2-/Fe3+=2.20 V,E0FeO4 2-/Fe(OH) 3=0.72 V。因此,無論在酸性條件還是堿性條件下,高鐵酸鉀都具有極強的氧化性,它的氧化性比高錳酸鉀和重鉻酸鉀強,可以氧化去除 S2O4 2-和SCN-及重金屬離子等無機物和醇、酸、胺、羥酮、氫醌、苯腙等有機物,起到很好的脫色和除臭作用,所生成的不同價態(tài)鐵離子可與硫化物生成沉淀物加以去除,氧化分解釋放的氧可促進曝氣,將氨氧化成硝酸鹽,避免惡臭物質(zhì)的生成。
1.3 絮凝作用
FeO4 2-被還原或在水中自行分解后新生成的Fe3+是一種優(yōu)良的絮凝劑,同時FeO4 2-可以氧化水中某些影響絮凝的物質(zhì),所以高鐵酸鉀具有高效絮凝和助凝作用。產(chǎn)生的Fe3+在水中生成 Fe(OH)3 的過程中將吸附水中有機污染物或重金屬離子,因此高鐵酸鉀具有氧化、吸附和絮凝去除污染的協(xié)同功能。
1.4 殺菌作用
高鐵酸鉀是一種水溶性很好的殺菌劑,它通過強烈的氧化作用破壞細菌的細胞壁、細胞膜及細胞結(jié)構(gòu)中的一些物質(zhì)(如酶),抑制蛋白質(zhì)及核酸的合成,阻礙菌體的生長和繁殖,起到殺死菌體的作用。在水溶液中,低濃度的高鐵酸鉀溶液即能快速殺滅大腸桿菌及一般細菌,對人體皮膚和其他生物以及環(huán)境均無腐蝕性和破壞性。
1.5 無害性
高鐵酸鉀是一種安全性很高的水處理劑,用于飲用水消毒、污水處理都不會產(chǎn)生有害的金屬離子和有害的衍生物,形成二次污染。與氯源殺菌消毒劑相比,它不會產(chǎn)生二氯甲烷、三氯甲烷等致畸致癌物質(zhì),也不會產(chǎn)生有異味的氯酚化合物和游離氯,對水中生物的呼吸作用無不良影響。與目前環(huán)保方面通用的氧化劑二氧化錳、高錳酸鉀、三氧化鉻、重鉻酸鉀相比,高鐵酸鉀無重金屬污染。高鐵酸鉀是一個對人類和生物安全,對環(huán)境無二次污染的理想的水處理劑。
2 高鐵酸鉀的制備方法
3 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用
4 結(jié)論
參考文獻
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