一种基于电磁协同强化的零价铁净水方法和反应器技术

本发明专利技术提出了一种将利用电场、磁场协同强化零价铁还原，并结合电化学氧化、凝聚、吸附等作用联合去除水中重金属、有机污染物的方法。本发明专利技术在阴、阳极两端施加直流电形成电场，在阴、阳极之间引入零价铁，在垂直于电场的方向上设置永磁铁提供磁场，水中污染物流经反应器与水中零价铁发生反应，实现水的净化。本发明专利技术的技术原理是将零价铁置于同时存在直流电场与磁场的体系中，在常规的零价铁化学腐蚀的基础上，通过电场与磁场的协同强化其电化学腐蚀作用，提高其给电子能力和还原能力，加速腐蚀产物从材料表面的解离与脱附，避免由于腐蚀层在零价铁表面沉积而导致的处理效果下降的问题。同时，本发明专利技术还提供了实现上述过程的一体化反应器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种强化零价铁还原去除污染物的方法，属于水处理技术的应用领域。本专利技术提出了一种将利用电场、磁场协同强化零价铁还原，并结合电化学氧化、凝聚、吸附等作用联合去除水中重金属、有机污染物的方法。具体而言，本专利技术在阴、阳极两端施加直流电形成电场，在阴、阳极之间引入零价铁，在垂直于电场的方向上设置永磁铁提供磁场，水中污染物流经反应器与水中零价铁发生反应，实现水的净化。本专利技术还提供了实现上述过程的一体化反应器。技术背景重金属废水、高浓度有机废水的处理一直是环境领域处理的技术难题之一，而工业废水排放标准的提高、工业企业或园区零排放的要求也对工业废水处理技术和设备提出了更高要求。氧化-还原过程是去除无机污染物(例如砷、锑、铬、硝酸盐、硒酸盐等)和有机污染物(如硝基苯、氯代有机物等)中常用的方法，而零价铁以其价廉、安全、易得、高效等优势在水处理中得到广泛应用。零价铁最早作为渗透性反应格栅(PRB)的填充材料用于地下水修复，并在近年来逐渐被用于饮用水或工业废水处理中。例如，有研究者将铁屑与粗砂装填在过滤器中用于单户或分散型的小规模水处理系统中用于水中砷的去除，结果显示该过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁场强化的零价铁净水方法，其特征在于，将零价铁置于同时具有直流电场和磁场的反应器中，利用电场与磁场协同作用强化零价铁化学腐蚀以提高净水效果；所述的零价铁可以是铁粉、铁屑、纳米零价铁、负载型零价铁或零价铁板；当所述的零价铁是铁粉、纳米零价铁或负载型零价铁时，零价铁在反应器中为悬浮态，所述的反应器为完全混合反应器；当所述的零价铁是铁屑时，零价铁在反应器中为填充态，所述的反应器为固定床反应器；当所述的零价铁为零价铁板时，零价铁在反应器中为电极板，所述的反应器为极板型反应器。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁场强化的零价铁净水方法，其特征在于，将零价铁置于同时具有直流电场和磁场的反应器中，利用电场与磁场协同作用强化零价铁化学腐蚀以提高净水效果；所述的零价铁可以是铁粉、铁屑、纳米零价铁、负载型零价铁或零价铁板；当所述的零价铁是铁粉、纳米零价铁或负载型零价铁时，零价铁在反应器中为悬浮态，所述的反应器为完全混合反应器；当所述的零价铁是铁屑时，零价铁在反应器中为填充态，所述的反应器为固定床反应器；当所述的零价铁为零价铁板时，零价铁在反应器中为电极板，所述的反应器为极板型反应器。2.根据权利要求1所述的基于电磁场强化的零价铁净水方法，其特征在于，所述的反应器包括以下部分：(1)直流电源；(2)电解槽；(3)阴极；(4)阳极；(5)磁体；(6)零价铁；(7)曝气装置。3.根据权利要求1或2所述的基于电磁场强化的零价铁净水方法涉及的反应器，其特征在于，所述的磁体可以是永磁体或电磁体，磁体垂直于磁场方向设置；当所述的磁体为永磁体时，磁场强度范围为0.01～0.3T，永磁体材料可以是铜镍铁、铁钴钼、铁钴钒、锰铋、钕铁硼、钐钴、铝镍钴或铁氧体；当所述的磁体为电磁体时，磁场强度范围为0.31～1.0T；所述的直流电源提供的电流范围为10mA～100mA，电流密度为0.1mA/cm2～10mA\...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐平，兰华春，齐增禄，马百文，刘会娟，曲久辉，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11