论文摘要
传统水处理剂在水处理过程中易形成二次污染，因此在人们对水质标准要求越来越高的时代，传统水处理剂已无法满足人们的要求。高铁酸钾是一种新型、高效、安全、多功能的水处理剂，可弥补传统水处理剂的不足。本文研究了固体高铁酸钾的电解制备工艺，对固体高铁酸钾降解溶液中苯酚、甲醛、氨氮和气态甲醛的规律进行了探讨。采用隔膜式电解槽，纯KOH溶液做电解液，含铁电极为阳极，泡沫镍为阴极，经电解可直接从阳极液中分离出纯度大于90wt％的固体高铁酸钾。生产过程中不产生任何污染环境的副产物，电解液也可循环使用，生产工艺比较简单，成本较低，电流效率较高。利用所制得的高铁酸钾在不同投加量、不同pH值和不同时间等条件下对不同浓度的苯酚、甲醛、氨氮溶液以及甲醛气体进行降解实验，利用分光光度法进行测定，结果表明高铁酸钾对这几种物质具有良好的降解效果。主要结论如下：（1）对电解槽槽体进行改造，采用水循环冷凝方式消除电解过程中的阴极碱雾。保证阳极液能够循环使用的关键是除去其中的低价铁杂质。电解结束后，阳极液中的固体K2FeO4应立即过滤或离心分离出来，并及时脱水脱碱方能稳定存在。用甲醇脱碱效果最好，但考虑到甲醇的毒性，最好选用乙醇做脱碱溶剂。从阳极液中分离出的固态电解产物，只经脱水、脱碱处理，不经任何纯化处理，K2FeO4的含量不少于90wt％，将所制产品利用重结晶进行提纯，可得纯度为97.6％的K2FeO4晶体。（2）高铁酸钾的投加量是对这三种物质降解的关键因素，适当的增加高铁酸钾的投加量能够有效的提高降解率。对于苯酚，随着高铁酸钾加入量的增加，苯酚降解率呈逐渐增加趋势。当高铁酸钾与苯酚摩尔比达到10时，初始浓度分别为20、50、100、200mg/L的苯酚溶液降解率分别为94.8、90.7、94.2、92.9％。对于甲醛，加入少量的高铁酸钾即能产生很好的降解效果，当摩尔比为3时，不同浓度的甲醛溶液的降解率均能达到75％以上。对于低浓度氨氮溶液（10mg/L），高铁酸钾的加入量对降解率没有太大的影响；对于高浓度氨氮，降解率随高铁酸钾加入量的增加而增加，当摩尔比大于2时，氨氮降解率趋于稳定。（3）pH也是高铁酸钾降解苯酚、甲醛和氨氮的重要因素之一。对于20、50mg/L的苯酚溶液，最佳降解pH=6，而对于100 mg/L的苯酚溶液，这一pH为5。降解20 mg/L的甲醛溶液最佳pH=7，对于50、100 mg/L的甲醛溶液最佳降解pH为5。对于低浓度氨氮溶液（10mg/L），pH的改变对降解率没有太大影响；对于高浓度氨氮溶液，降解率随pH的增大而增加。（4）初始浓度为100 mg/L的苯酚和甲醛溶液降解率随温度的升高而降低，氨氮溶液降解率与此相反。（5）对于气体甲醛，降解率随甲醛浓度的升高而升高；高湿度和低温度对气体甲醛的降解有促进作用。