天然錳砂接觸氧化除錳是目前采用較廣泛的地下水除鐵除錳方法
天然錳砂濾料接觸催化氧化除鐵;
錳砂接觸氧化除鐵除錳是目前采用較廣泛地下水除鐵除錳方法之一.接觸氧化除鐵,地下水經過簡單曝氣要絮凝、沉淀而直接進入濾池,在天然錳砂濾料表面催化劑的作用下,亞鐵迅速地氧化為三價鐵,并被濾層截留而去除。由于催化劑的作用,只要處理水的pH值高于6.0,Fe2+就能順利的氧化為Fe3+。我國絕大多數地下水pH值都是高于6.0的,Fe2+的氧化均能迅速完成,這樣就可以簡化曝氣過程。曝氣只需要向水中充氧即可。接觸氧化除鐵工藝的構筑物較為簡單,水力停留時間只需5~30min即可。同時,鐵的去除不受溶解性硅酸價的影響。出水總鐵濃度也隨著過濾時間的增加而減少。在周期時間內,水質會越來越好。
接觸氧化除鐵的機理是催化氧化反應,起催化作用的是錳砂濾料表面的鐵質活性濾膜。鐵質活性濾膜首先吸附水中的亞鐵離子,被吸附的亞鐵離子在活性濾膜的催化作用下迅速氧化為三價鐵,并且使催化劑再生,反應生成物為催化劑,又參與新的催化反應,鐵質活性濾膜接觸氧化鐵的過程是一個自催化反應過程。
關于鐵質活性濾膜的化學組成有幾種不同的看法。鐵質活性濾膜的化學組成為Fe(OH)3·2H2O。新鮮的濾膜具有很強的催化活性,隨著時間的增長,濾膜老化脫水活性也逐漸降低,濾膜最終老化生成FeOOH便喪失催化活性。在除鐵濾池中自然形成的羥基化鐵(FeOOH)的羥基表面起接觸催化作用。羥基氧化鐵不是以FeOOH所示的簡單分子形式存在的,它是鐵原子、氧原子和固體內氫原子三者相結合的巨大無機分子。
天然錳砂接觸氧化除錳;
天然錳砂濾料接觸氧化除錳工藝流程比較簡單,原水經簡單曝氣之后進入除錳濾池,在錳砂濾料表面的錳質活性濾膜的作用下,Mn2十被水中的溶解氧氧化為MnO2,并吸附在濾料表面,使濾膜得到更新,該過程也是自催化反應。
關于錳質活性濾膜的組成有幾種不同的觀點,接觸催化物為MnO2,其反應式為:2Mn2+ +(X-1)O2 + 4OH- = 2MnOX·zH2O+2(l—z)H2O范懋功[6]經過紅外光譜測定認為接觸氧化物應該是Mn3O4。還有一種觀點則認為活性濾膜是一種待定復合物,可用MnxFeOz·xH2O表達,其結構為六方晶系。
采用天然錳砂濾料接觸氧化除錳與接觸氧化除鐵的工藝非常類似,都是簡單曝氣后直接過濾,水力停留時間短。但由于鐵錳性質略有不同,因而影響因素也有所不同。前已述及,鐵的氧化還原電位比錳低,二價錳較難被氧化成四價錳,所以其濾速比除鐵濾速低,一般為8~10 m/h。而且二價鐵對四價錳成為還原劑,大大阻礙二價錳的氧化:2Fe2+ + MnO2 + 2H2O = 2Fe3+ + Mn2+ + 4OH- 錳的去除遠較鐵為困難,鐵錳共存時,鐵對錳的去除有干擾。在濾層中,要先完成對鐵的去除,才能開始除錳,獲得穩定的除錳效果,Fe2+的界限質量濃度約為2 mg/L。
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