資源描述：
《地下水除鐵除錳技術(shù)探討.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、地下水除鐵除錳技術(shù)探討 摘要:介紹水中的鐵、錳對(duì)生產(chǎn)生活的危害。結(jié)合傳統(tǒng)的地下水除鐵除錳技術(shù),介紹改性濾料的除鐵、除錳效能。著重闡述鐵質(zhì)、錳質(zhì)活性濾膜的形成及對(duì)鐵、錳去除的作用?！ ￡P(guān)鍵詞:除鐵除錳;改性濾料;鐵質(zhì)、錳質(zhì)濾膜 1地下水除鐵、除錳原理 由于鐵和錳的性質(zhì)很相似,所以去除鐵和錳的原理也相同,即: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)過濾而去除,從而達(dá)到除鐵、除錳的功效。 2傳統(tǒng)地下水除鐵、除錳技術(shù) 長(zhǎng)期以來,人們一直使用物理化學(xué)的方法去除水中
2、的二價(jià)鐵和二價(jià)錳。美國(guó)從1950年就將錳質(zhì)綠砂有效的運(yùn)用到除鐵和除錳過程?！ ?.1曝氣氧化法 此法是利用空氣中的氧氣與水中的+2價(jià)鐵和錳接觸,將其氧化成+3價(jià)鐵和+4價(jià)錳的化合物,然后經(jīng)沉淀,過濾達(dá)到除鐵、除錳的目的。此過程去除鐵、錳所需的PH值應(yīng)不低于7.0,PH值越高,氧化速度越快。向水中曝氣的目的除了提供足夠的氧氣外,還有去除水中的CO2以提高水的PH?！ ?.2曝氣接觸氧化法 經(jīng)過曝氣,使得含有溶解氧的水通過含有鐵質(zhì)和錳質(zhì)的活性濾料,在所含鐵質(zhì)和二氧化錳的催化作用下,二價(jià)的鐵和錳的氧化速率大大加快,進(jìn)而被活性濾料去除。其中,活性濾料可以是天然錳砂,
3、也可由普通的砂濾料經(jīng)熟化而形成。接觸氧化法所需的PH值不低于6.0,一般要大于7.0。此過程曝氣的目的是向水中提供足夠的氧氣?！ ?.3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)濾砂過濾,去除生成的鐵、錳絮凝物。 2.4藥劑氧化法 藥劑氧化法是利用具有強(qiáng)氧化性的化學(xué)藥劑來氧化水中的二價(jià)鐵和二價(jià)錳。例如高錳酸鉀氧化,氯氧化等?！ 〈送?還有生物法去除水中的鐵、錳?！ ?改性濾料的性能 4 改性濾料是在載體(普通石英砂濾料、陶粒濾料或一些表面積大的天然材料)表面涂以金屬氧化物或氫氧化物,在水分
4、子存在的條件下,金屬氧化物表面具有大量的羥基集團(tuán),羥基化后的表面可以與水中的金屬離子發(fā)生離子交換反應(yīng),從而改變?cè)瓰V料顆粒表面的物理化學(xué)性質(zhì),以提高濾料的截污能力。即使在中性環(huán)境中,也能提高濾料對(duì)鐵錳的吸附能力。與傳統(tǒng)濾料相比,改性濾料具有更多的表面吸附點(diǎn)位,因此,它比天然錳砂或石英砂具有更明顯的除鐵、除錳優(yōu)勢(shì)。為增大濾料顆粒的表面分子結(jié)構(gòu)的附著力,必須在濾料表面形成具有較高范德華力常數(shù)的一層化學(xué)薄膜。薄膜中所含的化合物的分子量越大,其對(duì)顆粒的吸附能力就越強(qiáng)?！ ∧壳?國(guó)內(nèi)外已對(duì)改性濾料進(jìn)行了大量的研究工作。我國(guó)早在1950年,李圭白先生等人在采用錳砂過濾去除地下
5、水中的鐵錳時(shí)取得了顯著的效果。后來,同濟(jì)大學(xué)的嚴(yán)煦世等人也對(duì)改性濾料的應(yīng)用方面作了大量的基礎(chǔ)性研究工作;國(guó)外對(duì)于改性濾料的研究范圍更加廣泛。1989年起,美國(guó)華盛頓大學(xué)MarKM.Benjamin等人對(duì)鐵化合物去除多種金屬離子作了深入的研究,發(fā)現(xiàn)改性濾料的過濾效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于石英砂。在烏克蘭基礎(chǔ)建筑工業(yè)大學(xué)的一個(gè)課題組的研究結(jié)果也顯示了改性濾料在去除鐵錳的過程中可以縮短濾池的成熟期,改善濾池成熟期前出水水質(zhì)?！ 【C合大量的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)改性濾料的過濾效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: (1)去除水中的懸浮雜質(zhì)。同濟(jì)大學(xué)高乃云等人采用氧化鋁改性石英砂作為濾料,進(jìn)行強(qiáng)化過濾
6、處理微污染水的實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)石英砂經(jīng)處理后的表面零電荷PH值由0.7-2.2提高到7.5-9.5。因此,即使是微污染原水在采用改性的石英砂處理時(shí),不需要再添加任何混凝劑就可以達(dá)到降低濁度的目的。并且原水中的懸浮雜質(zhì)以及微量溶解性有機(jī)物也有不同程度的去除?！ ?2)吸附水中的重金屬離子,如Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Cr2+等,去除機(jī)理主要是化學(xué)吸附、離子交換吸附和離子沉淀?！ ?3)去除水中的砷。MattewL.Pierce等人用無定型的氫氧化鐵來吸附水中的As(Ⅲ)和As(Ⅴ),結(jié)果表明,在吸附劑和砷濃度比例恰當(dāng)及適當(dāng)?shù)腜H條件下,可以使砷的去
7、除率達(dá)到92%?！ ?4)去除水中的硒。利用氧化鋁覆蓋的砂粒作為吸附劑,可以有效的去除水中的Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)。在適當(dāng)?shù)腜H值、吸附劑量以及吸附時(shí)間的條件下,Se的去除率可達(dá)將近100%?！ ?5)去除水中的微生物,去除機(jī)理主要是利用濾料表面的電性、強(qiáng)化靜電吸附或者降低靜電排斥?！ ?鐵質(zhì)濾膜、錳質(zhì)濾膜 當(dāng)含有鐵、錳的水長(zhǎng)期通過濾料表面時(shí),在濾料表面就會(huì)生成鐵質(zhì)和錳質(zhì)濾膜。由于該性濾料對(duì)鐵、錳的吸附能力更強(qiáng),所以經(jīng)過改性濾料可以縮短鐵質(zhì)、錳質(zhì)濾膜的形成時(shí)間,自然條件下形成的鐵質(zhì)濾膜往往需要幾個(gè)禮拜的時(shí)間,而形成錳質(zhì)濾膜的時(shí)間就更久。所形成的鐵質(zhì)、錳
8、質(zhì)濾膜對(duì)鐵、錳的去除一般
