本发明属于重金属废水中含钒废水处理相关，更具体地，涉及一种采用活性铁材料处理含钒废水的方法。
背景技术：
1、钒是一种十分重要的稀有金属元素，其广泛用于制备铁的合金、化学反应催化剂、颜料、油漆、玻璃和陶瓷等生产用的添加剂等，含钒废水主要来自钒和钛矿的提取和处理。此外，钒提取工厂、染料厂、硫酸工厂和化工厂等相关企业在生产过程中也容易产生含钒废水。工业含钒废水主要分为两大类，ph接近2的酸性含钒工业废水和ph接近10的碱性含钒工业废水。钒可以通过食物和饮用水等途径进入人体，对人体健康产生影响。针对含钒废水的排放情况，《钒工业污染物排放标准》(gb26452—2011)详细地规定了钒工业排放废水的具体准则。此外，我国要求饮用水中的钒不得超过0.05mg/l。
2、含钒废水的处理办法主要有化学沉淀法、氧化还原法、溶剂萃取法、吸附法以及生物法等，其中化学沉淀法分为钒酸铁沉淀法、钒酸钙沉淀法、铁屑/硫酸亚铁沉淀法以及二氧化硫沉淀法。
3、化学沉淀法在处理含钒废水中应用最为广泛，硫酸亚铁沉淀法生成的沉淀絮体较小、沉降时间较长，需要改进，铁屑沉淀法虽然处理效果较好，但铁屑用量较大。二氧化硫沉淀法的原理是利用二氧化硫(so2)的还原性将废水中的强氧化性v5+还原成v4+，再向经so2处理的废水中加入氧化剂氯酸钾(kclo3)氧化沉淀钒。不过so2有一定的水溶性，在25℃、常压下的溶解度为9.4g/ml，本身容易在水中残留，水中残留的so2遇酸生成有刺激性的硫化氢(h2s)气体，所以这种方法容易产生二次污染。氧化还原法是用还原铁粉、还原铝粉等各种还原药剂将废水中的v(v)还原成更低价态的钒(v(iv)、v(iii))等(一般来说，钒以多价态(-1，0，+2，+3，+4，+5)存在于环境中。随着价态的增加，钒化合物变得更稳定并具有更大的溶解度，导致其迁移性和毒性更强)，由于v3+和v4+在中性ph条件下毒性低，化学还原法被认为是去除废水中v5+污染的最佳工艺，根据选取药剂的不同，最终的还原产物也可能不同。氧化还原法的优点是对于钒的去除效率高、效果稳定可靠，但其缺点是还原药剂的储运、配制与投加较麻烦，且有时运行费用较高。
4、零价铁(zero-valent iron，zvi)按照粒度可分为粗、中等、细、微细和超细五个等级。零价铁电极电位为e0(fe2+/fe3+)＝-0.44v，具有较强的还原能力，可将金属活动性顺序表中排于其后的金属置换出来并沉积在铁表面，还可将氧化性较强的离子或化合物及某些有机物进行还原。
5、颗粒铁、铁屑、微尺度、毫米零价铁很容易获得，价格低廉，反应性强，环保，并且可以隔离多种污染物。由于其较高的比表面积，纳米零价铁分离多种重金属的反应速率明显高于普通铁基材料(铁氧化物或普通尺度的零价铁粉)，纳米零价铁在去除废水中重金属的过程中会产生“核-壳结构”：零价铁易与水及溶解氧发生氧化反应，反应的主要产物主要为fe2+，在溶解氧的作用下，fe2+被进一步氧化生成fe3+，同时fe3+会进一步与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀，该沉淀脱水可生成羟基氧化铁(feooh)，羟基氧化铁又可继续转化为四氧化三铁(fe3o4)、绿锈等腐蚀产物，将未被氧化的零价铁内核包围起来，与还原铁芯共同组成零价铁颗粒的“核-壳”结构。零价铁对废水中重金属去除具有较好的效果。然而众多研究已经充分证明，零价铁的内在缺点是空间位阻和磁性引起的表面钝化和聚集，这些缺点影响重金属去除效率以及材料的有效使用时间。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种采用活性铁粉处理含钒废水的方法，其目的在于通过将零价铁粉经氧化腐蚀反应制备得到包含零价铁、铁离子、铁氧化物以及铁氢氧化物的活性铁粉，结合氧化还原法、物理/化学吸附作用、化学沉淀、共沉淀用于处理含钒废水，由此提供一种对钒污水处理效果好且经济可行的方案。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种采用活性铁粉处理含钒废水的方法，所述方法为：调节含钒废水的ph至6-9后，混合活性铁粉，持续搅拌，反应完成后固液分离，得到净化后的溶液；
3、其中，所述活性铁材料为将微米级别的零价铁粉经氧化腐蚀反应得到，所述活性铁材料包含零价铁、铁离子、铁氧化物以及铁氢氧化物。
4、优选地，所述氧化腐蚀反应为通过将零价铁粉置于去离子水中，在有氧的条件下持续搅拌3-5天制得。
5、优选地，调节含钒废水的ph至6-7。
6、优选地，所述持续搅拌的时间为2-120min；搅拌速度为300-400rpm。
7、优选地，所述持续搅拌的时间为60-120min。
8、优选地，所述持续搅拌的温度为20-40℃。
9、优选地，所述活化铁材料与所述含钒废水中钒的质量比为(100-450):1，优选(260-450):1。
10、优选地，所述零价铁粉的粒径为30μm-40μm。
11、优选地，所述含钒废水包含有五价钒。
12、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
13、(1)本发明通过将零价铁粉经氧化腐蚀反应制备得到活性铁粉。活性铁材料中包含零价铁粉、铁氧化物、铁氢氧化物以及大量的电子，这些物质可与废水中的钒酸根离子充分发生多种反应，包括氧化还原反应、物理/化学吸附作用、化学沉淀、共沉淀等；多种反应的协同作用可将钒有效去除：五价钒的钒酸根可被活性铁材料中的fe0以及fe2+还原为四价钒以及三价钒，钒的价态降低后导致离子的迁移性和毒性均降低，还原产物三价钒主要以氧化物v2o3形态存在，残留的五价钒以氧化物v2o5的形态存在，钒氧化物可吸附在铁材料表面或经共沉淀被去除，四价钒vo2+可与铁离子发生沉淀反应从而被去除。
14、同时，通过腐蚀微米级的零价铁粉制备活性铁材料，并将活性铁用于处理废水中重金属污染，提供了一种更为有效的去除废水中钒的方案。一方面，活性铁材料的原材料为微米级别的还原铁粉，与纳米铁材料相比微米级还原铁粉更易于获取，经济实用性高，且由微米级还原铁粉制备活性铁的工艺流程简单，实验过程方便快捷；另一方面，微米级别的活性铁材料的表面出现了一些纳米级颗粒，其对钒有较好的吸附效果，且活性铁材料中所含物质成分复杂多样，可通过多种反应实现对钒的高效协同去除。
15、(2)本发明采用活性铁粉处理含钒废水的方法，其中涉及的实际废水为催化剂产生的废水，该种废水呈酸性且主要含有五价钒，由于五价钒的毒性高且较难去除，本发明中活性铁材料通过还原反应对五价钒实现有效去除。此类废水与其他废水相比所含污染物种类多，与含钒废水相比此废水含有多种一级污染物，如铬、砷、镍等，这些污染物以及其他杂质离子的存在也会影响钒的去除。
1.一种采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，所述方法为：调节含钒废水的ph至6-9后，与活性铁材料混合，持续搅拌，反应完成后固液分离，得到净化后的溶液；
2.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
8.如权利要求1-2任一项所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，
9.如权利要求1所述的采用活性铁材料处理含钒废水的方法，其特征在于，所述含钒废水至少包含有五价钒。
