
农村地下水发黄应用除铁锰过滤器之臭氧氧化法技术
地下水中的铁锰通常是以还原态存在的,因此采用强氧化剂可快速使其氧化,并且氧化过程通常不受水中其它杂质的影响。除铁锰过滤器具有高效、及时、快速、彻底的X点。二氧化氯作为预氧化剂当前在欧洲许多大城市普遍使用。
一般常用于水处理的强氧化剂有:臭氧、高锰酸钾、氯和二氧化氯。都可以对水中的铁锰进行氧化,但各种氧化剂的特性不同,应用条件也不相同。
一、臭氧氧化法
臭氧是一种很强的氧化剂,可以在比较低的pH(6.5以下)和无催化的条件下,使水中的二价铁和锰完全氧化。
研究表明,当地下水中含有自然有机质(NOM)腐殖质和富里酸时,会在很大程度上影响臭氧氧化效果。并且在用臭氧进行水处理的过程中,要特别注意臭氧的投加量,若臭氧过量,会使水中的二价锰被氧化为高锰酸根而使水呈现粉红色,还需要进行还原过滤,从而增加处理难度。另外水源中的溴化物与臭氧生成溴酸盐是危险反应,大量资料已证明溴酸盐是一种潜在的致癌物。
臭氧的主要特性是反应迅速,无持续性。而臭氧在水中的溶解度较低,当含铁锰的地下水较为浑浊时,臭氧与水的混合如不充分,则会大大降低臭氧对铁锰的氧化作用。另外目前臭氧发生装置昂贵、操作复杂,耗电量大,运行费用高。
二、高锰酸钾氧化法
高锰酸钾能迅速将二价铁(Fe2+)氧化为三价铁(Fe3+),而且在微酸性和中性条件下将二价锰离子(Mn2+)迅速氧化为二氧化锰(Mn02),而高锰酸钾本身则还原为Mn02,生成的Mn02经混凝沉淀过滤去除。
使用高锰酸钾时,特别注意高锰酸钾的投量,投量过低不能将所有的铁锰氧化,而投量过多则会引起水呈现粉红色。此外,高锰酸钾引起的沉淀在过滤床上会产生泥球很难去除,降低了滤床过滤效果。
三、氯氧化法
氯是X常用的水处理氧化剂之一,具有成本低、工艺成熟的X点。其对水中的铁通常具有较高的氧化去除效果,但对地下水除锰,在中性条件下,一般氧化速度极慢,投氯量需要高达5一l0g/L时才X,当水中的pH提高到9.0以上时,除锰反应速度才会明显加快。
氯氧化通常会受到水中氨氮、有机质等的影响。当原水中存在自然有机质(NOM)时,预氯化会生成大量有机消毒副产物(ODBPs),如三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等。因此目前氯作为预氧化剂已受到限制。另外氯会与水中的氨氮反应,降低氯的氧化性能,使氯氧化除铁除锰的效率降低。
四、二氧化氯氧化法
二氧化氯氧化性远远大于氯气,对水中二价铁和二价锰能迅速氧化,形成不溶性沉淀。一般与水接触反应5min以后,用孔径0.45um滤纸能把这些氧化物滤除99%以上。
二氧化氯氧化Fe2+、Mn2+成Fe3+、Mn4+的反应可分为两步, 以上反应在中性或碱性pH值X先发生,c102也能氧化有机键合铁锰,而氯与有机键合铁锰不反应。
二氧化氯在水处理过程中一般不与水中的有机物氯化形成氯代副产物(DBPs),也不与氨氮反应。因此常用来作为水处理预氧化的X选氧化剂。本研究也是在此基础上,以二氧化氯预氧化工艺来探讨去除水中铁锰的技术参数和控制条件。
此外,其它还有不少去除铁锰的方法,如活性炭吸附去除法、锰离子交换法、离子树脂交换法、混凝法、聚磷酸盐处理法、硅酸钠处理法等,一般仅应用于特殊的条件及范围。