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高铁酸钾具有强氧化和多相凝聚的特性,是一种高效、多功能的水处理药剂。近年来,高铁酸钾以其优良的氧化消毒性能和独特的水处理效果吸引了越来越多的学者从事其制备和应用开发的研究。目前制备固体高铁酸钾的主要方法为湿式次氯酸盐氧化法,然而,由于该法的制备过程复杂、合成产品产率低,且产生大量废碱,造成资源浪费和环境污染。另外,高铁酸钾在水中或者潮湿条件下极易分解,难以保存,因此迄今为止高铁酸钾没有得到大面积的应用。 本文通过对高铁酸钾传统制备工艺的考察,提出了以降低生产成本、减少生产过程对环境的污染为目标的废碱循环法制备固体高铁酸钾的新方法。同时通过高铁酸钾和臭氧联用降解甲草胺,研究了高铁酸钾和臭氧联用的协同效能。本文的研究主要包括以下几个方面: (1)分析了次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾过程产生的废碱的特点和杂质成分,通过实验和计算确立了废碱的提纯方法。 (2)研究了利用废碱制备固体高铁酸钾的工艺参数及工艺过程。次氯酸盐的制备和高铁酸钾的纯化工程全部用提纯的废碱进行,与传统方法相比,该工艺减少了46%的用碱量和70%废碱排放量。经多次废碱循环制备的高铁酸钾纯度和产率仍稳定在60%和45%以上。研究证明废碱循环制备高铁酸钾具有可行性,为高铁酸钾的工业化生产提供了思路。 (3)以甲草胺为目标污染物,考察了高铁酸钾与臭氧的联用效能。研究表明,高铁酸钾与臭氧联用可以大大提高体系的氧化能力,两者之间存在协同效能。高铁酸钾与臭氧联用在中性水体中即有很强的氧化能力,可以减少臭氧投加量和氧化时间,具有实际水处理应用的可行性。 本论文的研究结果证明了废碱循环制备高铁酸钾及高铁酸钾与臭氧联用的可行性,为开拓高铁酸钾新的制备和应用方法提供了理论基础。废碱循环法制备高铁酸钾实现了资源回收、降低成本和减少污染的目的,对高铁酸钾的大规模生产具有现实意义。高铁酸钾与臭氧联用开辟了高铁酸钾应用于水处理的新方向,为高铁酸酸钾与臭氧联用的深入研究和实际应用提供了参考和指导。