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重金属污染现已成为一个世界性的环境问题,引起人们越来越多的关注。零价铁(ZVI)和零价铝(ZVAl)有较强的金属活泼性和还原性,因此在重金属废水治理方面也具有很大应用前景。本文研究了草酸配体增强ZVI活性同时去除Cr(Ⅵ)和染料废水的效果和反应机理,研究了酸洗ZVAl去除Cr(Ⅵ)废水的影响因素及反应机理。设计了一个可渗透反应墙(PRB)实验室模拟反应柱,进行了以ZVI和酸洗ZVAl混合物作为PRB反应介质材料的动态试验,研究了PRB处理五种重金属混合离子(Ni2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Cr(Ⅵ))的影响因素和反应机理。主要研究内容和结论如下：(1)草酸配体作用下ZVI同时去除Cr(Ⅵ)和酸性大红(AR 73)废水的能力大大提高,草酸配体的催化效果比EDTA配体更强,同时产生更少的TOC。草酸配体增强ZVI同时去除Cr(Ⅵ)和酸性大红废水受到ZVI投加量、初始pH值、酸性大红初始浓度等因素影响。最佳条件下(ZVI浓度0.3 g/L,草酸浓度30 mM, pH 3.0),20.0 mg/L Cr(Ⅵ)和25.0 mg/L AR 73的去除率分别达到98.0%和80.0%以上。此外,在空气条件下Cr(Ⅵ)和AR 73的去除效果比在N2条件下要好,这是因为有氧条件下有利于·OH的生成。Fe(Ⅱ)在反应中是一个至关重要的因素,Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)是一个不断产生、消耗和再生的过程。通过XPS、红外光谱和紫外光谱可知,Cr(Ⅵ)在ZVI表面被还原成Cr(Ⅲ),Cr(Ⅵ)不通过吸附去除,而ZVI的表面反应后被Fe203和Fe304形成的氧化层所包裹。配体增强ZVI活性同时去除Cr(Ⅵ)和酸性橙Ⅱ(AO7)废水的实验结果也类似,最佳条件下(ZVI浓度0.3 g/L,草酸浓度3.0 mM, pH 3.0),20.0 mg/L Cr(Ⅵ) 和 25.0 mg/L AO 7的去除率分别达到99.0%和78.0%以上。因此,ZVI在草酸的作用下可以作为一种绿色有效的方法去处理重金属和染料废水。(2)酸洗ZVAl具有很强的还原性,可以作为一种新方法来处理Cr(Ⅵ)废水。酸洗ZVAl对Cr(Ⅵ)的处理效果受ZVAl投加量、初始pH值和酸洗时间的影响,Cr(Ⅵ)的去除率随ZVAl投加量和酸洗时间增加而增加,随初始pH值增加而降低。在最佳条件下(0.4 g/L ZVAl在pH为2.0溶液中酸洗120min),20.0 mg/L Cr(Ⅵ)反应180 min后去除率在98.0%以上。此外,腐植酸对酸洗ZVAl去除Cr(Ⅵ)废水有抑制作用,而Fe2+的加入使得酸洗ZVAl对Cr(Ⅵ)去除效率大大提高。通过SEM、XPS等检测结果表明通过酸洗确实去除了ZVAl的氧化层,使得ZVAl的活性大大提高。Cr(Ⅵ)不是通过吸附作用去除,而是被还原成Cr(Ⅲ),并以Cr2O3和Cr(OH)3形式存在于ZVAl表面。(3)酸洗ZVAl和ZVI混合物作为反应介质材料的PRB去除五种重金属混合废水与只用酸洗ZVAl或ZVI作为反应介质材料的PRB相比处理效果大大增加。酸洗ZVAl和ZVI混合物中A1/Fe的质量比也有着至关重要的作用,最佳Al/Fe质量比为1:2。初始pH值、进水流速以及初始重金属溶液浓度在PRB处理重金属废水中也有很大影响作用,重金属的处理效果随着pH值的增加而增加,随着进水流速和初始浓度的增加而降低。五种重金属离子初始浓度都为20.0 mg/L,以1.0 ml/min的流速进入PRB反应柱中,出水水样中五种重金属离子的去除率都达到99.5%以上的时间可以保持300小时以上。通过SEM、XRD和XPS对反应前后的酸洗ZVAl和ZVI混合物进行表征分析,结果显示重金属离子去除是在酸洗ZVAl和ZVI混合物表面发生。酸洗ZVAl和ZVI混合物在PRB中运行20天后其表面存在的物质有Fe2O3、FeOOH、Fe(Ⅲ)、Al2O3或Al(OH)3、Zn(Ⅱ)、Cr2O3、FeCr2O4和Cd(Ⅱ)等。酸洗ZVAl和ZVI混合物作为PRB反应介质材料对重金属离子的去除机理主要包括：还原作用,化学沉淀作用,吸附作用以及共沉淀作用。