Fenton法对水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除研究

摘要

以浓度为5 mg/L的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)模拟废水作为处理对象,考察了不同时间、pH、H_(2)O_(2)和Fe^(2+)投量下Fe^(2+)/H_(2)O_(2)对水中锑的去除效果,对比了Fenton法和三价铁混凝法的除锑效果,结合X射线光电子能谱技术(XPS)探讨Fenton法对水中锑的去除机理。结果表明,Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的最佳去除条件相同:pH为4.0、Fe^(2+)投量为5.6 mg/L、H_(2)O_(2)与Fe^(2+)的物质的量之比(H_(2)O_(2)∶Fe^(2+))为2∶1、反应时间为40 min,在该条件下,Fe^(2+)/H_(2)O_(2)体系对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率分别为75.8%和68.9%。当H_(2)O_(2)∶Fe^(2+)在2∶1~8∶1范围内时,体系对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率基本保持不变;当Fe^(2+)浓度超过5.6 mg/L时,体系对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率增幅较小,但是剩余铁浓度急剧升高。在pH为3.0~5.0范围内Fe^(2+)/H_(2)O_(2)体系对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率较高,但随着pH的升高,二者去除率均显著降低,且Sb(Ⅲ)去除率受pH影响更明显。Fenton法对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除率在pH为3.0~5.0范围内均优于三价铁混凝法。XPS分析显示,Sb(Ⅲ)与絮体之间的结合力高于Sb(Ⅴ),这与Fenton体系对两种形态锑的去除作用有关。Fenton法对Sb(Ⅲ)的去除是氧化产生的Fe^(3+)与Sb(Ⅲ)共沉淀、新生态铁对Sb(Ⅲ)的吸附以及对氧化产生的Sb(Ⅴ)的吸附三者综合作用;对Sb(Ⅴ)的去除则主要是新生态铁对Sb(Ⅴ)的吸附作用。