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地下水接觸氧化法除鐵除錳效果及存在問題

作者來源:gysxlc       發布時間: 2018/4/3 10:00:22    標簽:地下水接觸氧化法除鐵除錳效果及存在問題-嵩鑫濾材
導讀:
鐵質活性濾膜吸附水中的Fe2+,被吸附的Fe2+在活性濾膜的催化作用下被迅速氧化為Fe3+.并且使催化劑再生.

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地下水接觸氧化法除鐵除錳效果及存在問題

    接觸氧化法是20世紀60年代研制開發的地下水除鐵技術.地下水經過簡單曝氣后,不需要經過絮凝、沉淀而直接進人濾池,在錳砂濾料表面催化劑作用下.Fe2+,Mn2+被氧化為Fe3+.MnO2并被濾層截留而去除.接觸氧化法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、錳質活性濾膜.鐵質活性濾膜吸附水中的Fe2+,被吸附的Fe2+在活性濾膜的催化作用下被迅速氧化為Fe3+.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;Mn2+在濾料表面的錳質活性濾膜的作用下,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.鐵質和錳質活性濾膜接觸氧化鐵、錳的過程是一個自催化反應過程.其反應式如下:
Fe(OH)3·2H20+Fe2++1/4O2+3/2H2O=2Fe(OH)3+H2O+2H+.
  Mn2++MnO2·xH2O+1/2O2.=2MnO2+(x-1)H2O+2H+
2工藝運行效果及存在問題
    由于活性濾膜的自催化作用,不僅解決了自然氧化法流程復雜的問題,而且實現了在pH>7.5的條件下對錳的去除,有效降低了自然氧化法除錳對pH>9.5的要求,從而降低了除錳的難度,接觸氧化法省去了反應、沉淀過程,水在接觸氧化法除鐵系統內的停留時間僅2一30min,設備小,大幅度地降低了工程投資及運行費用.同時,鐵的去除不受溶解性硅酸的影響;出水總鐵濃度也隨著過濾時間的增加而減少.在過濾周期內水質會越來越好.該技術是地下水除鐵除錳技術的重大突破.
    多年工程實踐表明,接觸氧化法中鐵質活性濾膜對容易氧化的鐵的去除非常有效.但在除錳方面則發現了一些新問題.
    1.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,二價錳較難被氧化為四價錳,因此,其濾速比除鐵濾速低,一般為8-10m/h.而且二價鐵能作為還原劑,將四價錳還原成二價錳,大大地阻礙了錳的氧化.其反應式如下:
      2Fe2++MnO2+2H2O=2Fe3++Mn2++40H-.
當地下水中鐵錳共存時,鐵對錳的去除有干擾.在錳砂濾層中要先完成對鐵的去除。才能開始除錳.要獲得穩定的除錳效果.Fe2+的界限質量濃度約為2mg/L.因此,對錳的去除比鐵困難得多.
    2.采用一級曝氣、錳砂過濾同時去除地下水中的鐵和錳時,原水含鐵量增大和濾速提高.都將使濾床上層接觸氧化除鐵濾層厚度增加,下層接觸氧化除錳濾層厚度相對減少.對除錳效果將產生影響.當鐵或錳含里較高時.通常采用一級曝氣過濾除鐵.二級曝氣過濾除錳的分級去除方法,工藝流程比較復雜,運行費用偏高.
    3.在錳砂濾層中,由于Mn2+氧化為MnO2的速度較慢.錳質活性濾膜的成熟期較長.因此.除錳能力的形成周期較長,且由于經常性的反沖洗等外界因素的干擾,錳質活性濾膜有時無法形成,除錳效果呈現很不穩定的狀態。

    4.地下水中C02含量過高時.Fe(HCO3)2和Mn(HCO3)2不能充分電離。除鐵和除錳活性濾膜不能與分子態的鐵錳鹽類進行離子交換吸附.錳砂濾層除鐵除錳能力將減弱.當C02含量高時,應采用強曝氣措施.在曝氣過程中將大部分CO2去除。

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