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地下水除铁锰技术的现状及发展

作者:富莱克   来源:东北亚水网   发布时间:2010-09-05 09:59:14

地下水除铁锰技术的现状及发展


地下水除铁锰技术的现状及发展
随着对铁锰氧化机理研究的不断深入,已开发出多种地下水除铁除锰技术,目前常用的主要有以下几种工艺方法。
1自然氧化法
自然氧化法除铁除锰就是以空气中的氧气作为氧化剂,地下水经过充分的曝气充氧后,将Fe2+氧化为Fe3+,并以氢氧化物沉淀的形式析出,再通过沉淀、过滤得以去除,除铁氧化反应见式:
4Fe2++O2+2H20=4Fc3++OH-(1一1)
自然氧化除锰时,由于Mn2+的氧化还原电位高于Fe2+,所以在pH>9.0时,氧化速率才明显加快,而一般地下水的pH值为6.O~7.5,仅靠曝气散除C02以提高pH值的常规方法很难将水的pH提高到9.O以上,所以除锰必须另外投加碱。
自然氧化法工艺通常由曝气、反应沉淀、过滤组成,其特点是:工艺过程复杂,设备庞大,处理效果不稳定,工程投资高。因此从60年代起逐步被接触氧化法所代替。

2接触氧化法
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地下水经曝气后,直接进入滤池过滤,随着运行时间的加长,滤料上逐步被铁锰氧化物包覆而形成对地下水中Fe2+、M铲+的氧化有自催化作用的“活性滤膜”。接触氧化法就是指通过活性滤膜的催化氧化作用将Fe2+、Mn2+氧化的工艺过程。
研究发现:对Fe2+氧化起催化作用的成分主要为Fe(0H)3•2H20,称为“铁质活性滤膜”,反应原理式见式1—2和l一3:对Mn2+氧化起自催化作用的成分主要为Mn02•xH20,反应原理式见为式1-4和1-5:
Fe(OH)3•2H20+Fe2+=Fe(OH)2-(0Fe)•2H20+H+(1—2)
Fe(OH)2+(OFe)•2H20+1/402+5/2H20=2Fe(OH)3•2H20+H+(1—3)
Mn2++Mn02•xH20=Mn02•MnO•(x.1)H20+2H+(1一4)
Mn02.MnO。(x-1)H20+l/202+H20=2Mn02•xH20 (1—5)
接触氧化法是对自然氧化法的一大改进。简化了自然氧化法的工艺流程,提高了除铁除锰的效果和稳定性,但在实际应用中仍存在着以下一些问题:
接触氧化法的活性滤膜需要在运行过程中逐步形成,一般形成周期称为“成熟期”。实际应用中,不同的滤料成熟期各不相同,即使对同一种滤料,工艺参数控制的不同,成熟期也相差很大,使操作运行不易控制和管理。对一般建成后需要立即达到除铁锰效果的情况无法完成。
除铁效果较好,但除锰效果较差,除锰机理有待于进一步发展与完善,尤其是当水中有铁锰的络合物时。
地下水中铁锰共存时,一般先除铁后除锰,在铁锰含量都比较低的情况下(原水含铁浓度<2mg/L,含锰浓度<1.5mg/L),单级接触氧化除铁除锰工艺可以同时去除铁锰;当原水铁锰含量较高时(含铁浓度>10mg/L,含锰浓度>3mg/L),需要采用两级接触氧化除铁除锰工艺才能完成铁锰的去除。

3生物法
生物法是我国八十年代末发展起来的地下水除铁除锰新方法,即利用铁细菌生物氧化作用,以期对难以氧化的锰获得良好去除效果,并迸一步降低工程投资及制水成本。

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