錳砂濾池處理高濃度鐵錳及氨氮地下水pH影響研究.pdf

1、地下水除鐵除錳是水工業(yè)中一個(gè)歷史悠久的研究課題，國(guó)內(nèi)外已對(duì)此展開(kāi)了大量的研究。地下水除鐵除錳理論及技術(shù)先后經(jīng)歷了自然氧化法、接觸氧化法和生物法三個(gè)發(fā)展階段。但是，我國(guó)的地理環(huán)境多樣化，地下水的特征差異大，同時(shí)影響除鐵除錳的因素眾多，對(duì)于不同的地下水及處理工藝，鐵錳去除機(jī)理難以確定。本文以影響鐵錳去除的敏感因素pH值作為重點(diǎn)考察對(duì)象，以哈爾濱某區(qū)含高濃度鐵(平均15mg/l)、錳(平均1.0mg/l)和氨氮(平均2.2mg/l)的地下水為

2、水源，研究pH分別為7.5,7.0和6.5的條件下，濾料的成熟時(shí)間及其鐵、錳和氨氮去除效果，以加深對(duì)濾料除鐵除錳機(jī)理的認(rèn)識(shí)。
　　進(jìn)水pH值對(duì)砂濾池水處理效果的影響研究結(jié)果表明：進(jìn)水pH越高，砂濾池掛膜時(shí)間越短，出水水質(zhì)越好。在pH為7.5,7.0和6.5時(shí)，濾池分別在40、60和150天表現(xiàn)除氨氮能力，90、140和210天后，不同pH下濾池除氨氮效果趨于一致，維持在0.4-0.5mg/l；pH值越高越有利于錳的去除，pH7.5

3、的濾池分別運(yùn)行150天（錳砂）和170天（石英砂），出水錳<0.05mg/l達(dá)標(biāo)，pH7.0的砂濾池有一定的除錳能力，錳砂出水錳濃度為0.3mg/l，石英砂為0.6mg/l，pH6.5的濾池運(yùn)行220天，沒(méi)有除錳效果；pH對(duì)濾池除鐵沒(méi)有影響，運(yùn)行150天后，出水鐵均為0.2mg/l以下，除鐵主要是依靠接觸氧化作用；進(jìn)水pH越高越有利于砂濾池對(duì)濁度的穩(wěn)定高效去除。錳砂和石英砂在不同pH下對(duì)鐵和氨氮的去除效果沒(méi)有顯著區(qū)別，對(duì)于錳的去除，在p

4、H7.5和7.0的條件下錳砂對(duì)錳的去除效果要優(yōu)于石英砂，pH6.5時(shí)兩者一致沒(méi)有除錳效果。在pH為7.5的條件下，兩級(jí)除鐵除錳的成熟速度要明顯快于單級(jí)除鐵除錳，但是在pH為7.0和6.5的條件下，兩種除鐵除錳工藝的水質(zhì)處理效果沒(méi)有明顯的區(qū)別，這表明在一定范圍內(nèi)，pH對(duì)濾料成熟速度的影響遠(yuǎn)大于反洗頻率對(duì)其的影響。
　　pH對(duì)砂濾池除錳影響的機(jī)理探討研究表明：隨著pH的降低，鐵在濾池中的去除深度會(huì)增加，壓縮除錳帶，濾池的主要除錳帶向下

5、移動(dòng)；隨著pH值的降低，濾料表面鐵含量逐漸升高，錳含量逐漸降低，三價(jià)鐵氫氧化物會(huì)覆蓋濾料表面，阻礙“錳質(zhì)活性濾膜”的生成，從而干擾錳的去除。
　　錳砂吸附及再生除錳效能研究結(jié)果表明：錳砂吸附錳的過(guò)程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，說(shuō)明錳砂吸附錳是化學(xué)吸附過(guò)程，吸附質(zhì)與吸附劑之間有離子交換的過(guò)程發(fā)生；在錳砂吸附錳的過(guò)程中，前6h的吸附速率由內(nèi)擴(kuò)散控制，6h-12h吸附速率由膜擴(kuò)散控制，12h以后為吸附平衡階段。用不同pH溶液洗脫吸附飽和的錳砂時(shí)