地下水自然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 9:50:37 標簽：地下水自然氧化法除鐵除錳效果及存在問題-嵩鑫濾材
導讀：地下水除鐵除錳是氧化還原反應過程.將溶解狀態(tài)的鐵錳氧化成為難熔的Fe3+,Mn4+化合物,再經(jīng)過濾即達到去除的目的.
地下水自然氧化法除鐵除錳效果及存在問題
1.工藝理論
地下水中碳酸溶解巖層中的二價鐵錳氧化物，使鐵錳分別以Fe2+, Mn2+的形式析出;此外，還有一些高價鐵錳的氧化物(如Fe2O3, MnO2等).在地下水所處地層缺氧的還原環(huán)境中，能被地下水中的硫化氫等還原為Fe2+, Mn2+的形式.地下水中Fe2+ ,Mn2+與空氣中的氧接觸后發(fā)生如下反應:
4Fe2++O2++10H20=4Fe(OH)3+8H+
Mn2++1/202+H2O=MnO2+2H+
地下水錳砂除鐵除錳是氧化還原反應過程.將溶解狀態(tài)的鐵錳氧化成為難熔的Fe3+，Mn4+化合物，再經(jīng)過濾即達到去除的目的。鐵、錳均是屬過渡性金屬元素，錳的氧化還原電位高于鐵.Mn2+比Fe2+難以氧化.在溶解氧充足的條件下，水的pH值對鐵錳的氧化速率起決定性作用.地下水經(jīng)曝氣后pH值范圍一般為6.0-7.5.應用研究結(jié)果表明.Fe2+在該pH值范圍內(nèi)的自然氧化速度較快;Mn2+則需將pH值提高到9.5以上時，自然氧化速度才明顯加快.
自然氧化法是20世紀50年代初期從國外引進的一套除鐵工藝技術(shù).包括曝氣、氧化反應、沉淀、過濾等一系列復雜的流程.曝氣是先使含鐵地下水與空氣充分接觸，讓空氣中的氧氣溶解于水中，同時大量地散除地下水中的CO2,以提高pH值.地下水經(jīng)曝氣后.pH值范圈一般在6.0一7-5之間，F(xiàn)e2+氧化為Fe3+并以Fe(OH)3形式析出.再通過沉淀、過濾得以去除。
2.存在問題
該工藝在實際應用中存在以下問題:
(1〕對于Mn2+的去除.需將pH值提高到9.5以上。為了達到較好的錳砂濾料除錳效果，甚至通過強曝氣設施.盡可能地散除地下水中的CO2,也不可能將pH值提高到這一數(shù)值.為了提高PH值，需向地下水中投加堿(如石灰等〕，這樣使得工藝流程更加復雜，且由于處理水的PH值太高.需酸化后才能正常使用，進一步增加了該工藝的管理難度及運行費用。
(2)該工藝中的氧化和沉淀兩過程要求.處理水需在反應沉淀池中停留時間較長，約2一3h.因此，該工藝設備龐大，投資高。
(3)在實際運行中，由于Fe(OH)3絮體顆粒細小，容易穿透濾層。除鐵效果有時達不到飲用水的要求。
(4)水中溶解性硅酸與三價鐵氮氧化物形成硅鐵絡合物Fe3++SiO(OH)3 =FeOSi(OH)32+，使水中Fe(OH)32+膠體凝聚困難，影響氫氧化鐵的絮凝.難以從水中分離.在地下水堿度較低時，溶解性硅酸對除鐵效果影響尤為顯著.因以上問題的存在.該工藝在使用上受到了限制。
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