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地下水生物锰砂滤料除铁锰有哪些工艺和理论
发布时间:2018-08-30 浏览 359次

地下水生物锰砂滤料除铁锰有哪些工艺和理论

地下水除铁除锰的研究在国内已有较长的历史。上世纪60年代初,我国实验成功了天然锰砂滤料接触氧化除铁工艺,7年代确立了接触氧化除铁理论,80年代初,又开发了接触氧化除锰工艺,并迅速在生产上应用推广。90年代以来,国内外的学者对传统的除铁除锰机理提出了不同的看法,认为地下水中铁细菌的生物作用是铁锰去除的主要原因。生物除铁除锰理论的提出,给除铁除锰工艺带来了很多新理论,加深对这些理论的认识,对科学研究和生产实践都有重要的指导意义。



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地下水生物锰砂滤料除铁锰有哪些工艺和理论

 
     1 除铁理论与工艺
 
 
     铁的常见化合价有十2价和十3价,地下水的氧化还原电位比较低,PH值在6.0~7.5之间,这种情况下铁一般是以Fe2+的形式存在地下水中。铁的氧化还原电位比氧低,易于被空气中的氧所氧化,pH值对Fe2+的氧化速率有较大影响,在
pH5.5的情况下,地下水的pH值每升高1.0,二价铁的氧化速度就增大100倍〔1〕。
 
 
     1.1 空气自然氧化除铁
 
 
     建国初期,国内地下水除铁大多采用的自然氧化除铁工艺。其基本原理是曝气充氧后将亚铁氧化为三价铁,经反应沉淀之后,过滤将其去除。前已述及,提高地下水的pH值能够大大加快Fe2+氧化为Fe3+的速度。因此,空气自然氧化工艺通常采用较大曝气强度,在充氧的同时散除地下水中的游离CO2以提高pH值,曝气后的pH值一般在7.0以上。尽管如此,空气自然氧化除铁工艺所需的停留时间仍较长,约2-3h,且由于三价铁絮凝体较小。使Fe(OH)3胶体凝聚困难,影响氢氧化铁的絮凝,难以从水中分离。在地下水碱度较低时,溶解性硅酸对除铁效果影响尤为显著。
 
 
    
 
 
     1.2 接触催化氧化除铁
 
 
     接触氧化除铁,地下水经过简单曝气要絮凝、沉淀而直接进入滤池,在锰砂滤料表面催化剂的作用下,亚铁迅速地氧化为三价铁,并被滤层截留而去除。由于催化剂的作用,只要处理水的pH值高于6.0,Fe2+就能顺利的氧化为Fe3+。我国绝大多数地下水pH值都是高于6.0的,Fe2+的氧化均能迅速完成,这样就可以简化曝气过程。曝气只需要向水中充氧即可。接触氧化除铁工艺的构筑物较为简单,水力停留时间只需5~30min即可。同时,铁的去除不受溶解性硅酸价的影响。出水总铁浓度也随着过滤时间的增加而减少。在周期时间内,水质会越来越好〔2〕。
 
 
     接触氧化除铁的机理是催化氧化反应,起催化作用的是滤料表面的铁质活性滤膜。铁质活性滤膜首先吸附水中的亚铁离子,被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化作用下迅速氧化为三价铁,并且使催化剂再生,反应生成物为催化剂,又参与新的催化反应,铁质活性滤膜接触氧化铁的过程是一个自催化反应过程。
 
 
     1.3 生物氧化除铁
 
 
     在除铁的研究实践中,有人在除铁滤池中检测到了铁细菌的存在,并发现生物在铁的去除过程中起很大作用,提出了生物除铁的观点。Pierre
Mouchet〔4〕在低含铁量(0.75~1.1
mg/L)和低含铁量(0~0.7mg/L)的情况下发现生物在除铁过程中有很大的作用,认为生物是铁去除的主要原因。Catherine
V.Tremblay〔5〕也在低溶解氧含量下发现生物除铁作用的存在。


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