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地下水除鐵除錳為什么要選用錳砂做濾料?

作者來源:admin       發(fā)布時(shí)間: 2013/11/12 13:41:42    標(biāo)簽:地下水除鐵除錳 選錳砂做濾料
導(dǎo)讀:
地下水除鐵除錳為什么要選用錳砂做濾料?一、錳是人體必需的元素,缺乏時(shí)可導(dǎo)致發(fā)育遲緩、生殖障礙、胎兒畸形,運(yùn)動(dòng)失調(diào)等;但過量時(shí)也會(huì)導(dǎo)致人體中毒,進(jìn)人人體的錳以難溶的磷酸鹽形式積蓄在腦、肝等器官,主要損害…

地下水除鐵除錳為什么要選用錳砂做濾料?

一、錳是人體必需的元素,缺乏時(shí)可導(dǎo)致發(fā)育遲緩、生殖障礙、胎兒畸形,運(yùn)動(dòng)失調(diào)等;但過量時(shí)也會(huì)導(dǎo)致人體中毒,進(jìn)人人體的錳以難溶的磷酸鹽形式積蓄在腦、肝等器官,主要損害神經(jīng)系統(tǒng),引起錳中毒、顫抖、麻痛等綜合癥。生活中,自來水中過量的錳會(huì)在日常用具、洗滌物上產(chǎn)生斑漬,工業(yè)生產(chǎn)中過量的錳會(huì)嚴(yán)重影響造紙、紡織、印染等行業(yè)。因此,嚴(yán)格控制自來水生產(chǎn)中錳的含量的尤為重要。我國北方城市的生活飲用水主要來源是地下水。錳在地球上分布十分廣泛,在花崗巖地質(zhì)較為多見。地下水中錳的來源主要是地層中的錳溶于流經(jīng)的地下水中,其次是工廠排出的含錳的廢水和深埋地下廢棄的干電池中的錳,在缺氧而有一氧化碳存在的條件下,形成水溶性的重碳酸鹽滲透進(jìn)入地下水。在常規(guī)水處理中,錳很難被除去,由于自來水中加入了消毒劑氯氣,使可溶性的錳在配水管網(wǎng)中逐漸被氧化成黑色的MnO2和MnO吸附在自來水管壁,受自來水沖刷而脫落,形成黑水。所以原水為地下水的自來水廠,必須除錳。
二、地下水除錳常用的幾種方法
地下水中的錳常以二價(jià)錳的形式存在,在水中極不穩(wěn)定。向水中加入氧化劑后,二價(jià)錳氧化成難溶于水的四價(jià)錳的氫氧化物或水合氧化物而沉淀。
在PH值中性范圍內(nèi),二價(jià)錳幾乎不能被溶解氧氧化,必須在催化劑的作用下才被氧化成四價(jià)錳。因此,不能依靠自然氧化法去除地下水中的錳,F(xiàn)在常見的除錳方法有:臭氧氧化法、曝氣除錳法、二氧化氯除錳法。
三、曝氣除錳法在自來水生產(chǎn)中的應(yīng)用與探索
曝氣除錳即為接觸氧化法除錳,包括曝氣、過濾兩個(gè)主體過程。
曝氣除錳法的反應(yīng)機(jī)理:
通過曝氣向原水中溶人氧,以滿足氧化二價(jià)錳的需要,水中的二價(jià)錳鹽在過濾時(shí)在濾料上被催化氧化,氧化后的產(chǎn)物在濾料中被除去。氧化吸附機(jī)理為
Mn2+ 的氧化:2M'nO2.MnO(X—1)H2O+ O2十+2H2o=4MnO2.XH2O十
Mn2+的吸附: Mn。 + MnO2.XH2O —MnO2.MnO(X— 1)H2O+ 2H
曝氣除錳法的工藝流程:地下水一曝氣池一過濾池CL2一儲(chǔ)水池一用戶曝氣的過程是地下水經(jīng)過一定的壓力送到曝氣池,在曝氣池中把原水釋放到曝氣口進(jìn)行三級(jí)跌落,每一次跌落都讓原水與空氣充分接觸,使原水中溶人足夠的氧,以滿足氧化二價(jià)錳的需要。
過濾是繼曝氣后接觸氧化的連續(xù)過程。對(duì)成熟的濾料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在錳砂濾料表面有高價(jià)鐵錳化合物和大量的細(xì)菌,它們?cè)跒V料表面逐漸生成活性膜,并優(yōu)先吸附二價(jià)錳離子,然后在催化作用下發(fā)生氧化反應(yīng)。傳統(tǒng)工藝中經(jīng)常使用單層石英砂,原水中既含有Mn2+,也含有Fe2+,由于Mn2+的氧化還原電位高于Fe2+,在溶解氧及PH值相同的曝氣條件下,Mn2+ 比Fe2+更難氧化。成熟的石英砂濾料對(duì)Fe2+ 的吸附能力較強(qiáng),對(duì)Mnz 的吸附較弱。而優(yōu)質(zhì)的錳砂,其成分中含有對(duì)Mn。 有催化氧化作用的MnO2,運(yùn)行初期濾料上就能附著大量的MnO2,錳質(zhì)活性濾膜很容易形成,運(yùn)行過程中對(duì)Mn2+ 的吸附能力很強(qiáng),同時(shí)對(duì)Fe2+ 的吸附能力也較強(qiáng)。國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))GB,5749—85規(guī)定,飲用水中Mn2+的含量不得超過0.1mg/l。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家將標(biāo)準(zhǔn)定為小于或等于0.05 mg/1)。運(yùn)行一年后,我們對(duì)每月的原水和出廠水中錳的含量做了檢測,比較如下:
曝氣過濾工藝有效地降低了水中錳的含量,出廠水中錳的含量達(dá)到了生活飲用水的衛(wèi)生指標(biāo)。
濾池使用中,濾層中截留的懸浮物的量逐漸增多,濾層空隙率逐漸減小,濾池中的濾料也有被水頭壓實(shí)的過程。當(dāng)水頭損失增加到一定程度時(shí)就會(huì)引起濾池水位上升,當(dāng)升到最高水位時(shí),過濾就得停止,對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗。過濾停止后,完成一個(gè)過濾周期。
反沖洗是用高速水流產(chǎn)生的剪力去除截留在濾料層中的雜質(zhì)。雖然去除了雜質(zhì),但是也帶來了另一方面的副作用。反沖洗后新投入運(yùn)行的濾池,濾后出廠水的濁度偏高。對(duì)出廠水濁度偏高的原因分析如下:濾池反沖洗中間,由于濾床的膨脹、濾料間的翻騰作用,使濾料發(fā)生對(duì)流現(xiàn)象。對(duì)流將濾料層表面的臟濾料帶入濾床深部,使下部濾床的潔凈度降低。停止沖洗后,未沖凈的濾料滯留在下部,當(dāng)新的過濾周期開始時(shí),影響初期過濾水質(zhì)。
降低出廠水濁度的途徑:
在現(xiàn)有清水管的下方加裝一排水管,新的過濾周期開始后,先排放一定時(shí)間的初濾水,待檢測濾過的初濾水濁度達(dá)標(biāo)后,再正常投入使用。
三、結(jié)束語
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,地下水不同程度的受到污染,選擇好的除錳方法去除地下水中的錳,不但解決了管網(wǎng)水中的黑水水質(zhì)難題,減少了人體過量攝入錳的危害,同時(shí)全面提高了凈水水質(zhì)質(zhì)量。

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