供水管网是城市给水系统的重要组成部分,然而供水管网长期运行中,由于物理、化学、电化学、微生物等综合作用,沿着管道内壁会形成不规则的环,即生长环。生长环是由锈蚀物、沉淀物、生物膜等组成的,其主要成分包括针铁矿(α-FeOOH)、纤铁矿(γ-FeOOH)和硫化亚铁(FeS)等,同时生长环内还存在着大肠杆菌、铁细菌、假单胞菌等多种细菌。三氯乙烯是一种与水不互溶的、具有挥发性的含氯有机物,在环境中具有良好的化学稳定性和热稳定性,不易被分解或化学降解。环境中的三氯乙烯可能通过管网渗漏处进入管网,从而污染管网水。三氯乙烯具有很强的毒性,若不慎摄入,会导致皮肤和内脏受损,使中枢神经系统出现麻痹,引发晕厥症、贫血等症状,甚至危及生命。本文以三氯化铁为反应前体,控制反应条件,在实验室内合成生长环的一种主要成分—针铁矿(α-FeOOH),经检测,合成的针铁矿具有较大的比表面积(146.8477 m2/g),具有一定的吸附能力和容量。以针铁矿为铁源,与过氧化氢构成类芬顿体系,研究该体系对供水管网内耐氯菌的灭活作用和对水中TCE的降解作用。该类芬顿体系对典型耐氯菌和滤后水具有明显的消毒作用,且消毒效果随着催化剂和过氧化氢的投加量的增大而提高,灭活率可达99.9%以上。经过分析类芬顿体系消毒的最佳条件为:pH=3,针铁矿和过氧化氢投加量分别0.1mol/L和1%左右。该类芬顿体系具有较强的氧化能力,反应进行8小时,水中TCE降解率可达97.38%。TCE去除率与溶液初始pH值、针铁矿和过氧化氢投加量有关。经过分析,pH值对TCE去除率影响最大,其次过氧化氢投加量,催化剂投加量影响最小。类芬顿体系去除TCE的最佳条件为:PH=3,针铁矿投加量为3.33,过氧化氢投加量为1.15%。该类芬顿体系去除TCE的反应为二级反应,且通过自由基分多步进行:第一步是针铁矿在酸性条件下溶解,溶液中出现离子态铁,催化过氧化氢产生多种具有氧化性的自由基和亲核的阴离子;第二步是羟基自由基和TCE发生一系列加成反应和脱水应反;第三步是单氧自由基阴离子和超氧自由基阴离子与TCE反应脱氯发生,将TCE充分降解生成水和二氧化碳,同时生成氯离子。