铊是我国饮用水标准中水质指标要求最为严格的一项,《生活饮用水卫生标准GB5749-2006》规定总铊浓度不超过0.1μg/L.相较于其他重金属污染,铊污染事故的毒性更强、社会危害性更大.目前对铊的水处理方法中高铁酸钾对铊的氧化处理取得了较好成效,但鉴于高铁酸钾的高成本和不易获得性,研究一种方法降低高铁酸钾的用量并且提高对铊的去除效率显得尤为重要.铊在水中有两种价态Tl(Ⅰ)和Tl(Ⅲ),Tl(Ⅰ)溶解性更强更难去除.故本研究选取Tl(Ⅰ)为研究对象.
　　本文利用少量Mn2+强化高铁酸钾对Tl(Ⅰ)的去除,通过对比高铁酸钾单独去除Tl(Ⅰ)与Mn2+强化高铁酸钾去除Tl(Ⅰ)对Tl(Ⅰ)的去除率、凝聚动力学的粒径变化,证明了Mn2+强化高铁酸钾除Tl(Ⅰ)去除效果的优异性,去除率可从58%提高至83%.
　　通过X射线光电子能谱分析、加锰前后Zeta电位分析、加锰后不同pH下Zeta电位分析、扫描电镜-X射线光谱分析、傅里叶红外光谱分析以及Na2SO3、Na2NO2存在下二价锰强化高铁除Tl(Ⅰ)的去除情况分析,研究二价锰强化高铁酸钾去除Tl(Ⅰ)的机理.在中性条件下,加入二价锰强化高铁酸钾生成的原位二氧化锰具有高电负性,可促进Tl(Ⅰ)与絮体静电吸附到絮体表面,然后取代铁锰氧化物表面氢离子从而形成内层络合吸附.在不同pH下二价锰强化高铁酸钾去除机理不同,在中性条件下去除效果最优.
　　本文还研究了离子强度、Ca2+、Mg2+、B4O72-、HPO42-、腐殖酸对二价锰强化高铁酸钾去除Tl(Ⅰ)的影响,以及在天然水体中二价锰强化高铁酸钾去除Tl(Ⅰ)的应用.研究发现离子强度、Mg2+、Ca2+、B4O72-、HPO42-、腐殖酸均会降低强化体系对铊的去除率.高强离子强度下钾离子与Tl(Ⅰ)之间会形成Fe-Mn氧化物结合位点的竞争;Mg2+、Ca2+可强化新生态MnO2与新生态Fe(OH)3的凝聚导致其表面积降低、占据MnO2吸附位点、促进高铁酸钾的自分解;B4O72-、HPO42-会阻塞二氧化锰的表面活性电位、与Tl(Ⅲ)络合导致其不易被吸附去除;腐殖酸会占据MnO2表面吸附位点、竞争高铁酸钾氧化剂、导致nMnO2聚集效率降低以及会与Tl(Ⅲ)络合导致Tl(Ⅲ)不易被吸附去除.在天然水体中对二氧化锰仍可以强化高铁酸钾去除铊,但是需要提高高铁酸钾的浓度同时调整高铁酸钾与二价锰的比例.这使得这一工艺在实际工艺中广泛应用具有重要意义.