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      地下水除鐵錳技術的現狀及發展

      2010-11-15

        隨著對鐵錳氧化機理研究的不斷深入,已開發出多種地下水除鐵除錳技術,目前常用的主要有以下幾種工藝方法。

        1自然氧化法

        自然氧化法除鐵除錳就是以空氣中的氧氣作為氧化劑,地下水經過充分的曝氣充氧后,將Fe2+氧化為Fe3+,并以氫氧化物沉淀的形式析出,再通過沉淀、過濾得以去除,除鐵氧化反應見式:

        4Fe2++O2+2H20=4Fc3++OH-(1一1)

        自然氧化除錳時,由于Mn2+的氧化還原電位高于Fe2+,所以在pH>9.0時,氧化速率才明顯加快,而一般地下水的pH值為6.O~7.5,僅靠曝氣散除C02以提高pH值的常規方法很難將水的pH提高到9.O以上,所以除錳必須另外投加堿。

        自然氧化法工藝通常由曝氣、反應沉淀、過濾組成,其特點是:工藝過程復雜,設備龐大,處理效果不穩定,工程投資高。因此從60年代起逐步被接觸氧化法所代替。

        2接觸氧化法

        地下水經曝氣后,直接進入濾池過濾,隨著運行時間的加長,濾料上逐步被鐵錳氧化物包覆而形成對地下水中Fe2+、M鏟+的氧化有自催化作用的“活性濾膜”。接觸氧化法就是指通過活性濾膜的催化氧化作用將Fe2+、Mn2+氧化的工藝過程。

        研究發現:對Fe2+氧化起催化作用的成分主要為Fe(0H)3•2H20,稱為“鐵質活性濾膜”,反應原理式見式1—2和l一3:對Mn2+氧化起自催化作用的成分主要為Mn02•xH20,反應原理式見為式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)

        接觸氧化法是對自然氧化法的一大改進。簡化了自然氧化法的工藝流程,提高了除鐵除錳的效果和穩定性,但在實際應用中仍存在著以下一些問題:

        接觸氧化法的活性濾膜需要在運行過程中逐步形成,一般形成周期稱為“成熟期”。實際應用中,不同的濾料成熟期各不相同,即使對同一種濾料,工藝參數控制的不同,成熟期也相差很大,使操作運行不易控制和管理。對一般建成后需要立即達到除鐵錳效果的情況無法完成。

        除鐵效果較好,但除錳效果較差,除錳機理有待于進一步發展與完善,尤其是當水中有鐵錳的絡合物時。

        地下水中鐵錳共存時,一般先除鐵后除錳,在鐵錳含量都比較低的情況下(原水含鐵濃度<2mg/L,含錳濃度<1.5mg/L),單級接觸氧化除鐵除錳工藝可以同時去除鐵錳;當原水鐵錳含量較高時(含鐵濃度>10mg/L,含錳濃度>3mg/L),需要采用兩級接觸氧化除鐵除錳工藝才能完成鐵錳的去除。

        3生物法

        生物法是我國八十年代末發展起來的地下水除鐵除錳新方法,即利用鐵細菌生物氧化作用,以期對難以氧化的錳獲得良好去除效果,并迸一步降低工程投資及制水成本。

      經典工程案例

      Cases
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