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(fā)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(zhì)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.
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(fā)的地下水除鐵技術(shù).地下水經(jīng)過簡單曝氣后，不需要經(jīng)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(yīng)，起催化作用的是錳砂濾料表面的鐵質(zhì)、錳質(zhì)活性濾膜.鐵質(zhì)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(yīng)生成物為催化劑，又參與新的催化反應(yīng);Mn2+在濾料表面的錳質(zhì)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(zhì)和錳質(zhì)活性濾膜接觸氧化鐵、錳的過程是一個自催化反應(yīng)過程.其反應(yīng)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(xiàn)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(yīng)、沉淀過程，水在接觸氧化法除鐵系統(tǒng)內(nèi)的停留時間僅2一30min，設(shè)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(nèi)水質(zhì)會越來越好.該技術(shù)是地下水除鐵除錳技術(shù)的重大突破.
多年工程實踐表明，接觸氧化法中鐵質(zhì)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(fā)現(xiàn)了一些新問題.
1.由于鐵錳性質(zhì)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(yīng)式如下:
2Fe2++MnO2+2H2O=2Fe3++Mn2++40H-.
當?shù)叵滤需F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(wěn)定的除錳效果.Fe2+的界限質(zhì)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(chǎn)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(zhì)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(jīng)常性的反沖洗等外界因素的干擾，錳質(zhì)活性濾膜有時無法形成，除錳效果呈現(xiàn)很不穩(wěn)定的狀態(tài)。
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(tài)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(yīng)采用強曝氣措施.在曝氣過程中將大部分CO2去除。
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