地下水除鐵除錳技10

1、地下水除鐵除錳技術(shù)地下水除鐵除錳技術(shù)原理原理 用氧化法充分曝氣，把水中的溶解態(tài)的+2價(jià)鐵和錳氧化成+3價(jià)鐵和+4價(jià)猛的不溶態(tài)化合物，經(jīng)氧化和絮凝后，生成的鐵、錳沉淀物可經(jīng)過(guò)濾而去除，從而達(dá)到除鐵、除錳的功效。傳統(tǒng)處理技術(shù)傳統(tǒng)處理技術(shù) 自然氧化法自然氧化法 接觸氧化法接觸氧化法 氯氧化法氯氧化法 藥劑氧化法藥劑氧化法 生物法生物法 不加藥除鐵不加藥除鐵自然氧化法 自然氧化法包括曝氣、氧化反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾等一系列復(fù)雜的過(guò)程。曝氣是先使含鐵地下水與空氣充分接觸，讓空氣中的氧溶解于水中，同時(shí)大量散除地下水中的CO2，提高pH值，以利于鐵錳的化學(xué)氧化。地下水經(jīng)曝氣后，pH值一般在60-75之間，F(xiàn)e2+

2、氧化為Fe3+并以Fe(OH)3的形式析出，通過(guò)沉淀、過(guò)濾去除。 對(duì)于Mn2+的去除，只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的曝氣是不能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镸n2+在pH大于90時(shí)，自然氧化速率才明顯加快，而地下水多呈中性，在同樣的pH條件下，Mn2+的氧化比Fe2+慢得多，難以被溶解氧氧化為沉淀物而去除。所以需向地下水中投加堿(如石灰)，提高pH值，才能氧化Mn2+。 自然氧化法除錳后尚需進(jìn)一步酸化才能使用，這使工藝復(fù)雜并增加了運(yùn)行費(fèi)用。且在實(shí)際運(yùn)行中由于Fe(OH)3絮體顆粒細(xì)小，易穿透濾層，除鐵效果有時(shí)達(dá)不到要求。氧化和沉淀過(guò)程要求處理水在沉淀池中停留時(shí)間較長(zhǎng)，約23 h，因此，該工藝設(shè)備龐大，投資高。此外，水中溶解性硅酸

3、與Fe(OH)3形成硅鐵絡(luò)合物使Fe(OH)3膠體凝聚困難，影響Fe(OH)3通過(guò)絮凝從水中分離。以上問(wèn)題的存在，限制了該方法在工程實(shí)踐中的廣泛運(yùn)用，達(dá)不到高效除鐵除錳的根本目標(biāo)。接觸氧化法 地下水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單曝氣后，直接進(jìn)入濾池，在濾料表面催化劑的作用下，F(xiàn)e2+、Mn2+被氧化后直接被濾層截留去除。該法的機(jī)理是自催化氧化反應(yīng)，起催化作用的是濾料表面的鐵質(zhì)和錳質(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迅速氧化為Fe3+，并且生成物作為催化劑又參與新的催化反應(yīng)。同理，Mn2+在濾料表面錳質(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

4、不斷更新。 活性濾膜的自催化作用實(shí)現(xiàn)了在pH75的條件下對(duì)Mn2+的去除，降低了除錳難度，解決了自然氧化法流程復(fù)雜的問(wèn)題，水在系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間僅為230 min，設(shè)備小，大幅度降低了運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，鐵的去除不受溶解性硅酸的影響，出水總鐵質(zhì)量濃度也隨著過(guò)濾時(shí)間的增加而減少，在過(guò)濾周期內(nèi)水質(zhì)越來(lái)越好。 但是，由于鐵的氧化還原電位比錳低，因此在濾層中，Mn2+氧化為MnO2的速度較慢，錳質(zhì)活性濾膜的成熟期較長(zhǎng)。氯氧化法 氯是比氧更強(qiáng)的氧化劑，當(dāng)PH大于5.0時(shí)，氯就可以迅速的將二價(jià)鐵和錳氧化成三價(jià)鐵和四價(jià)錳。經(jīng)濾砂過(guò)濾，去除生成的鐵、錳絮凝物。藥劑氧化法 藥劑氧化法是利用具有強(qiáng)氧化性的化學(xué)藥劑來(lái)氧化

5、水中的二價(jià)鐵和二價(jià)錳。例如高錳酸鉀氧化，氯氧化等。 上兩種方法盡管有時(shí)能獲得較好的除錳效果，但工藝流程復(fù)雜、成本高、調(diào)試運(yùn)行難度大。 臭氧處理后有細(xì)菌生長(zhǎng)的危險(xiǎn)，處理過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，在我國(guó)大中型地下水廠中應(yīng)用很少。生物法 生物氧化除錳的一級(jí)氧化作用是通過(guò)錳氧化菌胞內(nèi)的酶促反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，Mn2+吸附在帶負(fù)電的錳氧化菌細(xì)胞膜表面的胞外聚合物上，隨之產(chǎn)生酶促反應(yīng)。氧化菌附近分泌的生物聚合物產(chǎn)生了堿性的微環(huán)境，從而發(fā)生簡(jiǎn)單的催化反應(yīng)。 生物除錳的過(guò)程包括擴(kuò)散、吸附和氧化3個(gè)階段在擴(kuò)散階段，Mn2+由水中向生物膜表面擴(kuò)散；在吸附階段，擴(kuò)散到生物膜表面的Mn2+通過(guò)范德華引力和細(xì)菌胞外分泌物被吸附到生

6、物膜的表面上；在氧化階段，被吸附的Mn2+被氧化為MnO2，該過(guò)程可能包含兩個(gè)方面，一是在微生物周圍及內(nèi)部形成了一個(gè)堿性的微環(huán)境，Mn2+在擴(kuò)散到微生物表面及進(jìn)入生物膜內(nèi)部的過(guò)程中，被水中溶解氧迅速氧化二是吸附在生物膜表面的Mn2+在微生物胞外酶的催化下被氧化成MnO2。 生物法是利用微生物技術(shù)提出的新方法，該法提高了除錳效果，降低了工程投資及運(yùn)行費(fèi)用，是目前該領(lǐng)域的最新發(fā)展方向。但在工程實(shí)踐中，由于各地水質(zhì)的差異，生物除錳濾柱缺乏規(guī)范化的調(diào)試運(yùn)行方法，在反沖洗時(shí)間、周期和強(qiáng)度、濾速、溶氧量、濾層厚度、濾料粒徑等的選擇上沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如何在保證出水合格的前提下縮短濾料的成熟時(shí)間、減小水頭損失

7、仍是一個(gè)應(yīng)不斷研究的課題。不加藥除鐵 將含鐵地下水抽至地面，經(jīng)過(guò)加壓泵，由特殊的水射器將空氣中的氧氣與水混合。強(qiáng)制氧化后變成絮凝體，再經(jīng)過(guò)砂濾池，在濾池中與濾料中的鐵細(xì)菌反應(yīng)，過(guò)濾后出水。整個(gè)除鐵過(guò)程不使用任何化學(xué)藥劑。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，濾料表面的絮凝體結(jié)聚，濾料堵塞，這時(shí)，自動(dòng)反沖洗裝置啟動(dòng)，進(jìn)行反沖洗。 該裝置改變了常用的投藥除鐵的方法，是比較環(huán)保的新方式。由于不使用任何藥品，不會(huì)引起二次污染和影響人體健康；該法適用于高濃度含鐵水的處理，含鐵量50mg/L的水也能處理；水質(zhì)變動(dòng)時(shí)不影響出水水質(zhì)，可得到穩(wěn)定良好的水質(zhì)；管理維修方便，占地面積小，運(yùn)行成本較低。 由于鐵和錳的毒理性很弱，一般不會(huì)給人由于鐵和錳的毒理性很弱，一般不會(huì)給人的身體帶來(lái)危害，所以人們對(duì)除鐵、除錳的身體帶來(lái)危害，所以人們對(duì)除鐵、除錳的的關(guān)注不夠深切關(guān)注不夠深切。 錳的氧化還原電位較鐵的高，所以比鐵更錳的氧化還原電位較鐵的高，所以比鐵更難去除。改性濾料制備過(guò)程的費(fèi)用比較高，難去除。改性濾料制備過(guò)程的費(fèi)用比較高，不適用于大型的水處理廠；另外，鐵質(zhì)活不適用于大型的水處理廠；另外，鐵質(zhì)活性濾膜和錳質(zhì)活性濾膜去除水中鐵、錳的性濾膜和錳質(zhì)活性濾膜去除水中鐵、錳的研究還處于研究還處于實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)階段，技術(shù)尚不