接觸氧化法和吸附法對(duì)水中鐵錳的去除試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)許多地區(qū)的水源,尤其是東北地區(qū)、華南地區(qū)、中南地區(qū)和西南地區(qū)的主要城市和地區(qū)的地下水源中存在鐵、錳超標(biāo)現(xiàn)象,對(duì)居民的身心健康、日常生活、供水管網(wǎng)和工業(yè)生產(chǎn)等均造成不利影響。早在建國(guó)初期我國(guó)就確立了“地下水除鐵除錳”這一具有重要社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益的課題,其理論及應(yīng)用先后經(jīng)歷了自然氧化法、接觸氧化法、生物法三個(gè)發(fā)展階段。但至今為止,如何實(shí)現(xiàn)鐵、錳的快速高效去除仍是常規(guī)水處理工藝流程所面臨與需要解決的常見(jiàn)問(wèn)題之一.為此,本文將針對(duì)鐵、錳的

2、去除作進(jìn)一步的探討.
　　 本文第一部分著重研究不同工藝參數(shù)和水質(zhì)條件對(duì)接觸氧化除鐵、錳技術(shù)的影響。接觸氧化法是20世紀(jì)60年代實(shí)驗(yàn)成功的一套方法,已被應(yīng)用于我國(guó)地下水除鐵、錳的很多實(shí)際工程。實(shí)踐表明,該法中“鐵質(zhì)活性濾膜”對(duì)易氧化的鐵有非常好的去除效果,但在除錳方面存在一些問(wèn)題,如當(dāng)水中鐵、錳共存時(shí),鐵的快速氧化會(huì)干擾錳的氧化,同時(shí)“錳質(zhì)活性濾膜”形成周期較長(zhǎng),且易受外界因素干擾而呈現(xiàn)不穩(wěn)定的除錳效果。為此,本文選用石英砂和錳

3、砂為濾料,采用動(dòng)態(tài)過(guò)濾的實(shí)驗(yàn)方式,研究了空氣接觸氧化除鐵、錳工藝及其影響因素。采用靜態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)方式,進(jìn)一步研究了在空氣接觸氧化除鐵、錳工藝中起重要作用的兩種濾料的除鐵、錳性能。結(jié)果表明,采用逐漸增大濾層進(jìn)水負(fù)荷,緩慢增大進(jìn)水中鐵、錳濃度的方式,可以在石英砂和錳砂表面形成能夠催化氧化鐵、錳的“活性濾膜”;當(dāng)濾速增大到一定值后,兩種濾料濾后水中鐵、錳濃度均隨濾速的增大而增大;兩種濾料接觸氧化除鐵、錳的最佳pH值條件為中性、弱酸性和弱堿性;

4、一定濃度有機(jī)物(TOC濃度在1.39～4.93 mg/L,)的存在對(duì)兩種濾料接觸氧化除鐵、錳效果影響不明顯;進(jìn)水中溶解氧濃度在一定范圍內(nèi)(3.84～7.88 mg/L)增大時(shí),兩種濾料對(duì)鐵、錳的去除率也隨之增大;成熟的石英砂和錳砂對(duì)水中Fe2+和Mn2+的吸附過(guò)程較好地符合Lagergren二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫模型,其吸附去除率隨著溫度的增大而增大,并受溶液中Fe2+和Mn2+競(jìng)爭(zhēng)吸附的影響。
　　 本文

5、第二部分探討了鈦酸鹽納米線對(duì)鐵、錳的去除情況。以鈦酸四丁酯為鈦源,采用水熱法制備了鈦酸鹽納米線,并利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)對(duì)其物化性能進(jìn)行了表征。通過(guò)對(duì)水中Fe2+和Mn2+的靜態(tài)吸附試驗(yàn),考察了其吸附活性。結(jié)果表明,水熱法制備的鈦酸鹽納米線直徑分布在50～400 nm,長(zhǎng)度可達(dá)幾微米甚至幾十微米。在溫度為298 K、pH為6.68的條件下,鈦酸鹽納米線對(duì)水中Fe2+和Mn2+的飽和吸附量分別達(dá)到