高鐵酸鹽聯(lián)用技術在水處理領域的應用及進展研究

鄭林昊，蔣 暉，，闕思思，胡運兵

（1.重慶交通大學河海學院，重慶 400074；2.煤炭科學研究總院重慶研究院，重慶 400014）

隨著世界經(jīng)濟的快速增長，工業(yè)污染的范圍急劇擴大。穩(wěn)定性較強的有機污染物為水處理技術帶來難題。傳統(tǒng)水處理劑因氧化能力不足或產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物等原因，難以使難降解污染物達標排放。近年來高鐵酸鹽以強氧化性在水處理領域獲得廣泛關注。作為一種多功能綠色環(huán)保水處理劑，高鐵酸鹽能夠去除廣泛的有機/無機污染物，如乙醇、羧酸化合物、含氮有機物、亞硝胺、色氨酸、苯酚化合物和抗生素等有機物，以及氰化物、氨、硫酸氰等無機物〔1〕。此外，高鐵酸鹽還具有殺菌消毒作用。高價鐵可還原為三價鐵離子，吸附水中的各種陰陽離子，起到凈水作用。

筆者借助知識圖譜分析工具VOSviewer 對中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫和Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫的文獻進行可視化分析，探討高鐵酸鹽在水處理領域的研究熱點及研究進展，著重討論了高鐵酸鹽在技術聯(lián)用中的應用，以期為推動高鐵酸鹽聯(lián)用技術的發(fā)展提供一定參考。

1 研究現(xiàn)狀及文獻分析

結合WOS 和CNKI 數(shù)據(jù)庫中的1 377 篇文獻，用VOSviewer 對高鐵酸鹽進行系統(tǒng)全面的可視化分析，如圖1、圖2 所示，圖中關鍵詞節(jié)點的大小代表該關鍵詞的熱度高低，不同節(jié)點顏色表示關鍵詞出現(xiàn)的年份不同。

圖1 水處理領域中高鐵酸鹽研究文獻關鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜（基于WOS 數(shù)據(jù)庫）Fig.1 Co-occurrence network map of key words of ferrate in water treatment field based on WOS database

圖2 水處理領域中高鐵酸鹽研究文獻關鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜（基于CNKI 數(shù)據(jù)庫）Fig.2 Co-existing network map of literature keywords of ferrate in water treatment field based on CNKI database

由圖1 可見，國外高鐵酸鹽相關研究的熱點集中于氧化、去除、沉降和水處理等，這些關鍵詞為高鐵酸鹽的性質及其在水處理中的應用。從時間順序可知近期的熱點為有機化合物、厭氧消化、預處理和毒性等，說明國外研究者目前聚焦于高鐵酸鹽對有機物的去除、降解和毒性控制等。

由圖2 看出，國內(nèi)研究主要的關注點為高鐵酸鹽的穩(wěn)定性、氧化、混凝和水處理劑等，與國外研究熱點相似。最近的研究集中在穩(wěn)定性、氧化、各有機物、協(xié)同作用、生物毒性和光催化等領域，由此可得出國內(nèi)研究者處理水中有機污染物后關注消毒副產(chǎn)物的生成情況、生物毒性高低，以及高鐵酸鹽的協(xié)同作用。

文獻作者地區(qū)分析如圖3 所示，可見我國在高鐵酸鹽方面的研究有所領先，其次為美國、加拿大、德國、韓國和捷克共和國。

圖3 基于WOS 數(shù)據(jù)庫的高鐵酸鹽研究文獻作者歸屬網(wǎng)絡圖譜Fig.3 The author attribution network map of ferrate research literature based on WOS database

2 高鐵酸鹽聯(lián)用技術在水處理領域中的應用情況

高鐵酸鹽在堿性和酸性條件下的氧化還原電位分別為0.72、2.20 V〔2〕，與傳統(tǒng)氧化劑相比，氧化還原電位排序為K2FeO4（酸性）>O3>H2O2>KMnO4（酸性）>ClO2>HClO。高鐵酸鹽在水處理領域主要通過其強氧化性解決有機污染問題。高鐵酸鹽對水中污染物的去除效果好，主要歸因于高鐵酸鹽分解形成的中間價態(tài)產(chǎn)物Fe（Ⅴ）/Fe（Ⅳ）具有更強 的 氧 化 性 和 反 應 活 性，約 為2~6 個 數(shù) 量 級〔3?4〕。高鐵酸鹽主要通過電子轉移親電氧化奪氫攻擊目標化合物（酚類、胺類、烯烴類等）的富電子部分〔5〕，且最終生成的Fe（OH）3絮凝沉淀，對去除污染物有一定程度的貢獻〔6〕。高鐵酸鹽集多種功能（氧化、吸附、絮凝、沉淀、滅菌、消毒和脫色等）于一體〔7〕，通常無二次污染〔8〕，不生成三氯甲烷、氯酚等有害人體健康的消毒副產(chǎn)物，或與Fe（Ⅳ）氧化相關的有害副產(chǎn)物的濃度相對較低〔9〕。一般情況下，單獨使用高鐵酸鹽去除某些有機物、重金屬、微生物的效果低于高鐵酸鹽與其他物質聯(lián)用的效果（見表1）。

從表1 可見，在各物質濃度及pH 相同的情況下，采用高鐵酸鹽聯(lián)用技術可在較短時間或相同時間內(nèi)達到更高的去除率，效果顯著。

表1 高鐵酸鹽及聯(lián)用技術對污染物的去除效果Table 1 Comparison of pollutant treatment of ferrate under combined and noncombined conditions

基于高鐵酸鹽聯(lián)用技術在水處理中的突出優(yōu)勢，有關聯(lián)用技術的研究取得顯著進展。這些研究大多集中于高鐵酸鹽聯(lián)合光催化、臭氧、鋁鹽、硫酸鹽和氯鹽等高效處理各類污水，并對水資源短缺問題提供解決方案。

2.1 高鐵酸鹽-光催化聯(lián)用

光催化過程會產(chǎn)生光生電子空穴對和含氧自由基，有效氧化水環(huán)境中的大部分有機污染物，還能間接去除污水中的CN－、NO2－等〔17〕。光催化技術以太陽光為光源，成本低且無二次污染。TiO2、ZnO、Fe2O3、ZnS、CdS 等半導體材料均可用作光催化劑，由于多數(shù)材料具有一定毒性，因此研究者普遍采用無毒的TiO2作為光催化劑。

有研究證明Fe（Ⅵ）的氧化能力低于中間態(tài)Fe（Ⅳ）/Fe（Ⅴ）〔18?19〕。在 紫 外 光 的 作 用 下TiO2價 帶上的電子躍遷到導帶形成空穴電子對，而高價鐵可作為電子捕獲劑阻止電子與空穴的復合，并由正六價還原到更具氧化性的正五價〔20〕。高鐵酸鹽結合光催化的技術原理主要是利用光能使Fe（Ⅵ）處于激發(fā)態(tài)的分子發(fā)生變化形成Fe（Ⅴ），增強其氧化性。

高鐵酸鹽與TiO2光催化聯(lián)用的反應過程主要包括：TiO2在一定波長光的照射下形成電子-空穴，如式（1）~式（6）所示；體系中的高鐵酸鹽被導帶電子還原，生成氧化能力更強的中間價態(tài)鐵氧化物；高鐵酸鹽吸收導帶電子后，TiO2形成的空穴未與電子復合，與中間價態(tài)鐵氧化物一起參與氧化過程。

單獨使用K2FeO4或光催化對難降解污染物鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）的去除效果均低于Fe（Ⅵ）?TiO2?UV 體 系 對DMP 的 去除率〔10〕。Yan MA 等〔21〕以高鐵酸鉀為氧化劑、TiO2為光催化劑，研究發(fā)現(xiàn)磺酰胺的降解速度加快，有無光照條件下的降解率分別為89.2%、71.3%。粟杰文〔22〕采用高鐵酸鹽聯(lián)用光催化工藝處理垃圾滲濾液，COD、NH3?N 和總磷的去除率分別達到55.3%、60.3%、100%。杜林〔23〕研究表明，投加17.84 mmol/L 高鐵酸鹽、光照1 h 對總磷 的 去 除 率 可 達80%。Yiqun CHEN 等〔24〕對 比 了Fe（Ⅵ）/UV、Fe（Ⅵ）/TiO2/UV、Fe（Ⅲ）/UV、TiO2/UV 和UV 體系對市政垃圾滲濾液的除磷效果，發(fā)現(xiàn)單獨使用0.16 mmol/L 高鐵酸鹽處理500 mL 垃圾滲濾液（pH為5）時總磷去除率為78%，而Fe（Ⅵ）/TiO2/UV 體系的最有效總磷去除率幾乎可達100%。Xing HE 等〔25〕采用高鐵酸鹽聯(lián)用TiO2技術對水中的微囊藻毒素進行降解，高鐵酸鹽氧化用作預處理工藝時不僅能去除有機污染物，還可提高光催化效率。在TiO2用量為2 g/L、pH 為3 的條件下，高鐵酸鹽最佳投加量為20 mg/L；pH 對聯(lián)用技術的處理效率有較大影響，pH 由7 降至3，微囊藻毒素的降解率增加。

高鐵酸鹽氧化去除污染物時產(chǎn)生的中間價態(tài)氧化性離子〔Fe（Ⅴ）、Fe（Ⅳ）、Fe（Ⅲ）〕在光催化條件下起到捕獲電子的作用，減少電子與空穴的復合，提高了光催化反應效率，從而增強對污染物的氧化降解效果。高鐵酸鹽?光催化的氧化增強效果，受pH〔25〕、污染物類型〔10，21，23〕、高鐵酸鹽純度〔23〕和體系內(nèi)各物質濃度〔22?24〕等的影響，但從不同污染物的去除效果來看，聯(lián)用技術均可大幅提高去除率，說明高鐵酸鹽與光催化的聯(lián)合體系較單一高鐵酸鹽體系的效果更好，有研究表明對某類污染物的去除率幾乎可達100%〔24〕。由此可見，高鐵酸鹽與光催化聯(lián)用技術在提高污染物去除率方面效果顯著，有較好的應用前景。

2.2 高鐵酸鹽與鋁鹽聯(lián)用

吸附沉降是物理法去除污染物的手段之一，通過吸附劑的表面孔位吸附污染物達到去除目的。一些污染物（如有機磷化合物、有機砷化合物和一些重金屬）難以直接去除，但它們的氧化產(chǎn)物易被凝結或吸附作用去除〔26〕。在水處理過程中，高鐵酸鹽生成的三價鐵沉淀物有吸附沉淀作用，可增加對污染物的去除效果，但需要外加物質進行輔助，而鋁鹽可起到增強混凝效果的作用。高鐵酸鹽與鋁鹽聯(lián)用技術先利用高鐵酸鹽的強氧化性破壞水中難降解有機污染物的結構，再通過生成的Fe（OH）3和鋁鹽的絮凝作用形成尺寸較大的絮凝體，增強絮凝效果。

胡淳良等〔27〕考察了高鐵酸鹽與硫酸鋁對微污染原水的處理效果，結果顯示，投加2.5 mg/L 高鐵酸鹽、50 mg/L 硫酸鋁 時對水中CODMn、UV254的去除率分別為40%、62%，而僅投加2.5 mg/L 高鐵酸鹽時對CODMn、UV254的去除率為34%、50%；氨氮和濁度的去除效果均優(yōu)于單獨使用高鐵酸鹽或硫酸鋁的去除效果。馬軍等〔28〕采用高鐵酸鉀復合硫酸鋁對多種地表水進行處理，混凝效果得到強化。劉立明等〔29〕用高鐵酸鹽/聚合氯化鋁（PAC）處理水中的銅綠微囊藻，在自然水體pH 為8、8 mg/L 高鐵酸鉀與8 mg/L PAC 的聯(lián)合作用下，銅綠微囊藻的葉綠素含量下降59.3%；銅綠微囊藻毒素（MC?LR）在氧化作用下細胞被破壞；聯(lián)合體系中混凝劑的用量有所減少，原因在于高鐵酸鹽使得藻類細胞膜破裂，流出的黏性物質有利于沉降絮體的形成，且水中顆粒的Zeta 電位因高鐵酸鹽而降低，因此混凝劑用量減少。徐聞欣等〔30〕采用高鐵酸鹽（10.0~13.0 mg/L）和PAC（13.0~15.0 mg/L）處理垃圾滲濾液，COD 去除率可達74%，比僅用高鐵酸鹽時的去除率高出約36%。Yulei LIU等〔11〕采 用3 mg/L 高 鐵 酸 鉀 誘 導 預 氧 化，與2 mg/L PAC 聯(lián)合處理污染水源水中的少量鉈，92%以上的鉈被去除。M.AMANO 等〔31〕向未經(jīng)過濾的天然水中同時添加高鐵酸鹽和PAC，可有效去除UVA254，酸性條件下高鐵酸鹽預氧化后的PAC 混凝作用可有效降低濁度和色度。

一般情況下，高鐵酸鹽還原形成的顆粒很?。ㄆ骄叽?100 nm），很難沉淀或過濾，而高鐵酸鹽與聚合氯化鋁結合使用時，聚合氯化鋁的絮凝物可捕獲細小的氧化鐵顆粒〔11〕。高鐵酸鹽的投加量需控制在適宜范圍內(nèi)，投加量過大時會增加水的濁度，其原因在于高鐵酸鹽的氧化作用使膠體粒徑產(chǎn)生改變〔27〕。研究表明，與單獨投加高鐵酸鹽相比，高鐵酸鹽與PAC 聯(lián)合可更好地去除水中的氨氮、COD、細菌、濁度、藻細胞等，且達到同樣處理效果所需的藥劑量少〔32〕。

2.3 高鐵酸鹽與臭氧聯(lián)用

臭氧可與水中的溴化物反應形成具有強致癌性的溴酸鹽，而高鐵酸鹽能避免氯化和臭氧化過程中生成氯化二溴苯酚和溴酸鹽，從而備受關注〔33〕。Yanjun JIANG 等〔34〕對比 了臭氧和高鐵酸鹽對氯化和氯胺化后產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物（DBPs）的影響：對于同等劑量的高鐵酸鹽和臭氧，高鐵酸鹽減少DBPs 的潛力更大，說明高鐵酸鹽作為綠色水處理劑具有顯著優(yōu)勢。作為最高價態(tài)的鐵系物，高鐵酸鹽在水溶液中的還原產(chǎn)物為水合鐵離子、水合鐵氧化物和羥基氧化鐵等，均對臭氧有催化作用，可生成具有強氧化性的羥基自由基，起到聯(lián)合氧化作用，提升污染物的去除率〔4〕。

臭氧氧化具有選擇性，對苯酚中間產(chǎn)物的降解效果差。高鐵酸鹽的中間產(chǎn)物可誘導臭氧產(chǎn)生羥基自由基，借助超重力旋轉床的旋轉條件使得苯酚降解率達到99.35%〔35〕。高鐵酸鹽和臭氧的投加量分別為5.0、1.20 mg/L 時，高鐵酸鹽對雙酚A 的降解能力更強，去除率可達91.6%，而臭氧的去除率僅為80.9%〔36〕。Han QI 等〔12〕研究發(fā)現(xiàn)高鐵酸鹽?臭氧組合工藝對四溴雙酚A 的降解和礦化有協(xié)同作用。經(jīng)高鐵酸鹽預氧化3 min 后，高鐵酸鹽?臭氧組合工藝的脫溴率和礦化率分別達到91.3%、80.5%，無形成溴酸鹽副產(chǎn)物的風險〔37〕。Jing LIU 等〔38〕報道了高鐵酸鹽預處理與原位臭氧氧化/陶瓷膜過濾相結合的處理方法，極大抑制了N?二甲基亞硝胺（NDMA）的生成，且不產(chǎn)生溴酸鹽，同時對低分子質量有機物、腐殖質和生物聚合物的去除效果好。經(jīng)臭氧（10 mg/L）和高鐵酸鹽（0.15 mmol/L）聯(lián)合預處理后，再生水中的DOC、UV254、蛋白質、多聚糖的去除率最高分別為70.5%、80.5%、25.6%、65.5%〔39〕。機理分析表明，高鐵酸鹽?臭氧組合工藝的協(xié)同效應可能是氧化作用的疊加。

高鐵酸鹽與臭氧聯(lián)用不改變主要的臭氧氧化工藝，可在低劑量下提高對污染物的降解率〔12〕，從而提高氧化效率，降低成本。此外，高鐵酸鹽的還原產(chǎn)物〔Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）和羥基氧化鐵等〕對臭氧有催化作用，在生成羥基自由基方面相互協(xié)同〔39〕。反應體系內(nèi)的O2·可將Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）氧化為氧化能力更強的Fe（Ⅴ），提高體系的氧化能力。綜上，高鐵酸鹽與臭氧聯(lián)用可彌補選擇性氧化的不足，增強去除污染物的效果，因此在水處理領域應用廣泛，具有較好的應用前景。

2.4 高鐵酸鹽與次氯酸鹽聯(lián)用

次氯酸鹽氧化法被認為是制備高鐵酸鹽最好的方法〔40〕，如式（7）~式（8）所示，且改進方法的反應速率明顯加快、產(chǎn)率提高，產(chǎn)品濃度較高〔41〕。同時，有研究表明在高鐵酸鹽的制備與存放過程中，ClO?既可作為氧化劑，又可作為穩(wěn)定劑〔42〕。二者聯(lián)用可增強對污染物的去除效果。

許仕榮等〔43〕對比了高鐵酸鉀、次氯酸鈉單獨使用及兩者聯(lián)用對污水的處理效果：高鐵酸鉀與次氯酸鈉聯(lián)用時對錳、氨氮的去除率達到98.0%、45.5%，較單獨使用時的去除率提高約6%、28%，出水中的錳<0.1 mg/L、氨氮<0.5 mg/L。周建紅等〔13〕考察了高鐵酸鉀、次氯酸鈉聯(lián)用對苯酚廢水的處理情況，發(fā)現(xiàn)二者存在明顯的協(xié)同作用，苯酚、COD 去除率分別高達98%、68%；與單獨使用高鐵酸鉀相比，苯酚和COD 的去除率分別增加約5%、25%，其降解過程遵循一級反應動力學模型。周俊等〔44〕采用高鐵酸鉀和次氯酸鈉降解聚乙烯醇，在最佳投加量下降解50 min，聚乙烯醇去除率>98%，COD 去除率>40%，經(jīng)檢測聚乙烯醇斷鏈形成小分子物質，最終的降解產(chǎn)物主要為羧基化合物。Guoting LI 等〔33〕考察了高錳酸鉀、高鐵酸鉀和高鐵酸鹽?次氯酸鹽體系對偶氮染料橙Ⅱ的脫色作用，結果表明反應時間為30 min 時，高錳酸鉀、高鐵酸鉀、高鐵酸鹽?次氯酸鹽混合液對染料的脫色率分別為17.7%、62.0%、95.2%，脫色率大幅提升。

次氯酸鹽的加入能夠增加高鐵酸鉀在酸性條件下的穩(wěn)定性，且ClO?濃度越高，F(xiàn)eO42?溶液就越穩(wěn)定。而污染物被高鐵酸鹽氧化后產(chǎn)生的一些難降解中間產(chǎn)物〔13〕會在次氯酸鈉的作用下進一步分解，使得污染物降解程度提升，廢水COD 去除率顯著增加。

2.5 高鐵酸鹽與（亞）硫酸鹽聯(lián)用

基于硫酸根自由基（SO4·?）的高級氧化工藝被廣泛用于修復地下水和降解廢水中的有機物〔45〕。其中過硫酸鹽、過硫酸氫鹽和亞硫酸鹽可生成SO4·?。而高鐵酸鹽通過電子轉移攻擊亞硫酸根，可形成亞硫酸鹽自由基（SO3·?）和Fe（Ⅴ）〔46〕，SO3·?與氧快速反應形成活性更高的SO4·?，SO4·?進一步與OH?反應生成·OH。高鐵酸鹽與（亞）硫酸鹽聯(lián)用可選擇性去除有機污染物。

苗宗成等〔47〕采用高鐵酸鉀聯(lián)合聚合硫酸鐵對制革廢水進行處理，在高鐵酸鉀投加量為15 mg/L、聚合硫酸鐵投加量為50 mg/L 的條件下，對廢水中的COD 去除率為96.12%、硫化物去除率為94.25%、Cr3+去除率為95.15%、濁度去除率為99.15%、色度去除率為92.36%。Huanzhou ZHANG 等〔48〕的研究表明，向硫酸鐵中添加少量高鐵酸鉀可顯著提高除磷率（≥60%），出水符合城市污水排放標準的A 標準要求。

含氯農(nóng)藥用于防治植物病和蟲害問題，但其藥性消散緩慢，對人體神經(jīng)損傷嚴重。以應用最廣的滴滴涕（DDTs）和六六六（HCHs）〔49〕為例，在最佳投加量的高鐵酸鹽（5 g/L）與過硫酸鈉（1 g/L）聯(lián)合作用下降解率分別約為97% 及75%。Jing ZHANG等〔46〕在高鐵酸鹽中加入亞硫酸鹽，考察其對苯并三唑、苯酚、環(huán)丙沙星、甲基藍、羅丹明B、甲基橙和磺胺甲噁唑的去除效果，結果表明，pH 為9.0、反應30 s時幾乎完全去除上述污染物，而單獨使用高鐵酸鹽時的去除率<6%。袁光明等〔14〕的研究表明，高鐵酸鹽?亞硫酸鹽體系可在短時間內(nèi)去除95%的阿特拉津（ATZ）。氯霉素（CAP）在水中非常穩(wěn)定，很難處理，而高鐵酸鹽?硫代硫酸鹽體系可在120 min 內(nèi)降解69%的CAP，降解率較單一高鐵酸鹽體系的提升37%〔50〕。Yating ZHU 等〔51〕報道了pH 為7.0~9.0 條件下Fe（Ⅵ）?CaSO3工藝對四溴雙酚A（TBBPA）的降解效果；毒性風險分析結果表明，pH 為8.0 時，F(xiàn)e（Ⅵ）?CaSO3預氧化TBBPA 可降低合成水及天然水中二溴苯酚的毒性風險。Mingbao FENG 等〔52〕研究了Fe（Ⅵ）?S（Ⅳ）體系對頑固抗生素甲氧芐啶（TMP）和氟甲喹（FLU）的去除效果，該體系可在15 s 內(nèi)實現(xiàn)抗生素的瞬時氧化，較單獨使用Fe（Ⅵ）所需時間短得多。此外，當去除率相同時，F(xiàn)e（Ⅵ）?S（Ⅳ）體系的Fe（Ⅵ）用量要低于Fe（Ⅵ）單獨使用時的劑量；pH 為7.0、9.0、11.0 時，S（Ⅳ）與Fe（Ⅵ）的最佳物質的量比為0.5、1.5、2.0。

有研究報道SO32?/Fe（Ⅵ）體系能高效降解各類污染物，如抗生素、藥物和農(nóng)藥等〔14，46，50〕，自由基猝滅實驗結果表明主要起氧化作用的是SO4·?。但高鐵酸鹽和亞硫酸鹽濃度過高時，參與降解的活性自由基濃度反而降低，原因可能在于高濃度的SO4·?會發(fā)生自身猝滅而被大量消耗〔14〕。改變亞硫酸鹽的投加方式可有效避免SO4·?猝滅消耗，大大提高對目標污染物的去除率，為高鐵酸鹽?亞硫酸鹽體系的優(yōu)化提供一定思路。Binbin SHAO 等〔53〕研究認為高鐵酸鹽?亞硫酸鹽的物質的量比會影響活性氧化劑：處理恩諾沙星（ENR）和苯酚時，n（SO32?）：n〔Fe（Ⅵ）〕為0.1~0.3 時，主要活性氧化劑為Fe（Ⅵ），n（SO32?）：n〔Fe（Ⅵ）〕>0.4 時，兩者的貢獻程度取決于污染物的性質。

2.6 高鐵酸鹽與其他物質聯(lián)用

除上述聯(lián)用技術外，高鐵酸鹽與其他物質聯(lián)用技術也在水處理領域有所應用。高鐵酸鹽的氧化作用結合粉末活性炭〔54〕、蒙脫石〔55〕的吸附作用可去除69.55%的苯酚，對抗生素磺胺嘧啶（SDZ）的降解率達到76.2%，表明該聯(lián)用技術具有氧化/吸附協(xié)同效應。高鐵酸鹽與輻射技術結合可促進卡馬西平的降解與礦化〔56〕，其中總有機碳去除率提高可能是由于輻射結束時pH 降低，導致高鐵酸鹽氧化能力增強，以及輻射過程的中間產(chǎn)物被高鐵酸鹽進一步氧化。沈希裴等〔57〕采用高鐵酸鹽與H2O2處理酸性紅B 廢水，色度去除率可達99%以上，COD 去除率在75%左右，可能是高鐵酸鉀的還原產(chǎn)物、H2O2形成的Fenton 試劑及鐵離子的絮凝綜合作用。Xun’an NING 等〔58〕聯(lián)用高鐵酸鹽與超聲波對紡織印染污泥進行處理，污泥表面變得不規(guī)則且疏松，帶有大量通道或空隙，提高了污泥的溶解度。

高鐵酸鹽聯(lián)用技術優(yōu)勢突出，在水處理領域中得到應用，但仍具有一定局限性，如高鐵酸鹽劑量須嚴格控制，否則會導致微生物細胞裂解、毒素釋放〔59〕。

3 結論與展望

隨著水處理技術的發(fā)展，高鐵酸鹽作為綠色水處理劑迅速發(fā)展，但對某些污染物的去除效果不佳，采用高鐵酸鹽聯(lián)用技術可有效彌補不足。將高鐵酸鹽與光催化技術、鋁鹽、臭氧、次氯酸鹽和（亞）硫酸鹽進行聯(lián)用，能克服高鐵酸鹽在水中穩(wěn)定性差和氧化選擇性的缺點，通過提升絮凝效果和氧化性、生成氧化性強的自由基、延長氧化時間等，增強了對污染物的氧化和去除效果；對于單獨使用高鐵酸鹽時處理效果不佳的污染物，采用聯(lián)用技術可顯著提高對此類污染物的去除率。此外，高鐵酸鹽與活性炭、H2O2、輻射、超聲波等技術的聯(lián)用也表現(xiàn)出較好的效果，作用機理主要為氧化/吸附協(xié)同效應、氧化能力增強、Fenton 反應、絮凝及污染物中間產(chǎn)物進一步被氧化。

現(xiàn)階段高鐵酸鹽聯(lián)用的研究多處于實驗室階段，未廣泛用于實際水體。原因在于實際水體中污染物成分復雜，各技術的最佳處理條件不同，導致污染物去除不完全。今后的研究方向可從以下方面展開：

（1）高鐵酸鹽和中間價態(tài)鐵離子的氧化能力強，但自分解速率較快，影響了處理效果，實際使用率低。探索高鐵酸鹽的最優(yōu)制備方法，尋求最佳儲存和使用條件，使高鐵酸鹽在大量生產(chǎn)的同時保持主要性質不變，為處理原位水體提供保障。

（2）繼續(xù)發(fā)展高鐵酸鹽聯(lián)用技術，針對含不同污染物的污水，探索更多組合工藝及工藝條件，在達到最佳處理效果的同時減少水處理成本。

（3）現(xiàn)階段關于高鐵酸鹽與污染物的反應動力學的研究多集中在堿性條件，建議進一步研究高鐵酸鹽與污染物的反應動力學和反應機理，為新興污染物的控制提供思路。