[發(fā)明專利]一種利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810011187.X
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101265005A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張穎;王新新;王元芬;韓斯琴;李慧;史榮久;楊偉超;徐慧;陳冠雄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F101/22
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法。

背景技術(shù)

底泥是河流的重要組成部分，是河流水生生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)交換和能流循環(huán)的重要中樞之一，是眾多底棲生物的生存場所，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用。

當(dāng)水體污染發(fā)生時，污染物在水體和底泥之間不斷吸附解吸，達(dá)到一種動態(tài)平衡，然而一旦環(huán)境條件，如溫度、流量、pH值等發(fā)生變化，污染物分配的動態(tài)平衡即被打破，底泥中的污染物就會從底泥中釋放出來，影響上覆水體的水質(zhì)，進(jìn)而影響到水生生物乃至人類的健康。在河流水體污染源得到控制以后，底泥則成為水體污染的主要來源，因此底泥污染的修復(fù)絕不能被忽視。

在底泥污染中，重金屬是一大類嚴(yán)重的污染物。鉻作為一種重金屬，在工業(yè)上用途廣泛，鉻及其化合物是冶金、電鍍、制革、玻璃、陶瓷、制藥、航空、顏料等行業(yè)常用的基本原料。在這些工業(yè)生產(chǎn)中，大量的廢水、廢氣、廢渣排放導(dǎo)致水體遭受重金屬鉻的嚴(yán)重污染。

自然界中鉻的化合物常以六價鉻和三價鉻的形式存在，而六價鉻遠(yuǎn)較三價鉻毒性高、具有致癌、致畸、致突變作用，被美國環(huán)保局(U.S.Environmental?ProtectionAgency)認(rèn)定為優(yōu)先污染物。世界各國都對六價鉻污染極為重視，并制訂了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》和我國《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》都規(guī)定六價鉻濃度上限為0.05mg/L。

目前，修復(fù)六價鉻污染的技術(shù)主要有：化學(xué)固定、化學(xué)還原、化學(xué)清洗、生物修復(fù)、電化學(xué)修復(fù)等。由于人們對六價鉻污染的認(rèn)識時間不長，除鉻技術(shù)尚不完善，現(xiàn)有的這些修復(fù)方法都存在投資大、成本高等不足。零價鐵修復(fù)技術(shù)是國際上近年來新興的污染修復(fù)技術(shù)之一，由于其反應(yīng)產(chǎn)物不會產(chǎn)生令人擔(dān)憂的后續(xù)污染問題，而且零價鐵成本低廉、來源廣泛，為底泥水體中六價鉻污染的修復(fù)提供了一種具有巨大潛力的新途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有六價鉻污染底泥污染修復(fù)技術(shù)投資大、效率低等不足，提供了一種高效的、成本低的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，在六價鉻污染底泥中添加零價鐵。

所述的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，零價鐵可采用市售還原鐵粉或者機(jī)械加工廠的鐵屑、細(xì)鐵絲、鐵粉等；其中，還原鐵粉、鐵粉過200-300目篩，鐵屑過1-2mm篩，細(xì)鐵絲直徑0.5-1mm、長度1-1000cm。如果零價鐵表面粘有較多油污，可先用有機(jī)溶劑洗滌，如：正己烷、三氯甲烷、二氯甲烷、丙酮、甲醇或乙醇等。

所述的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，零價鐵的添加量占底泥干重的比例為0.01％-2％，優(yōu)選范圍為0.02％-1.0％。

所述的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，如果是異位修復(fù)六價鉻污染底泥，添加零價鐵后需將底泥和零價鐵混合均勻，并驅(qū)除反應(yīng)裝置中的殘余氧氣，例如通入氮?dú)怛?qū)氧；如果是原位修復(fù)六價鉻污染底泥，不必混合均勻，只需零價鐵自然沉積到底泥表面即可減輕六價鉻污染。

所述的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，底泥中六價鉻濃度范圍為：3-500mg·kg^-1。

所述的利用零價鐵修復(fù)六價鉻污染底泥的方法，添加零價鐵之后，避光培養(yǎng)或者在恒溫?fù)u床上避光培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度5℃-37℃。

本發(fā)明中，鐵與六價鉻之間的主要反應(yīng)式如下：

Cr₂O₇^2-+2Fe⁰+14H⁺→2Cr³⁺+2Fe³⁺+7H₂O；

Cr³⁺+3OH^-→Cr(OH)₃↓；

xCr³⁺+(1-x)Fe³⁺+3H₂O→[Cr_xFe_1-x](OH)₃↓+3H⁺(0＜x＜1)。

本發(fā)明方法是利用零價鐵在底泥厭氧還原環(huán)境下形成的一些特殊效應(yīng)，通過一系列復(fù)雜的化學(xué)、生物反應(yīng)，使底泥中的六價鉻得以去除。主要優(yōu)點(diǎn)有：

1、工藝簡單。本發(fā)明整個工藝只需要向底泥中添加一定量的零價鐵，無需其他復(fù)雜裝置。