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潘丙才教授课题组在三价铬络合物深度处理方向取得进展

       三价铬是工业废水中常见的污染物,尽管三价铬毒性低于六价铬,但其在氧化剂存在下易转化为高毒性六价铬,故各国均对水中总铬以及六价铬的含量进行了严格的限定。Cr(III)-有机络合物是制革等工业废水中Cr(III)的重要存在形态,由于Cr(III)络合物解离速度慢,难以通过置换沉淀等方法去除。高级氧化法被认为是一种有效的破络手段,然而传统Fenton等高级氧化技术破络工艺处理Cr(III)-有机络合物时易产生高毒性Cr(VI)。如何在高效处理三价铬络合物的同时避免六价铬的二次污染是目前急需解决的问题。
       我院潘丙才教授课题组近来来重点关注与研究了重金属络合物的深度处理技术与原理。近期,该课题组针对上述瓶颈问题,提出了基于硫铁矿芬顿(FeS2/H2O2)工艺安全处理Cr(III)-有机络合物的方法。研究表明,采用硫铁矿芬顿可在3-9的宽pH范围内将Cr(III)-柠檬酸等有机络合物(初始浓度10.4 mg Cr/L)降至0.3 mg/L以下,同时出水六价铬低于0.05 mg/L;该过程相比传统芬顿和零价铁芬顿法的处理效能明显提升,大幅扩展了芬顿法处理三价铬络合物的适用范围。研究解析了相关去除机理,发现通过硫铁矿还原Fe(III)形成Fe(II),在强化Fenton氧化破络的同时,利用Fe(II)以及硫铁矿自身原位还原破络过程中产生的Cr(VI)为Cr(III),最终将Cr(III)沉淀去除。研究采用实际制革废水对组合工艺进行了验证,结果表明,采用硫铁矿芬顿/沉淀组合工艺处理后出水总铬低于制革行业排放标准(1.5 mg/L),同时未检出六价铬。
图1. 硫铁矿芬顿体系去除Cr(III)络合物示意图

       上述研究成果近日在线发表于环境学科国际知名期刊Environmental Science & Technology (https://doi.org/10. 1021/acs.est.8b01693),论文第一作者为博士研究生叶宇轩和单超副研究员,通讯作者为潘丙才教授,张孝林副教授对本论文研究有重要贡献。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

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