次氯酸鈉預(yù)氧化—超濾組合工藝處理鐵錳共存水研究

魏晨+趙坤+彭世琥

摘要：鐵錳元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)，在處理超標(biāo)的鐵錳水原水時(shí)，F(xiàn)e2+、Mn2+往往同時(shí)存在，需要將它們同時(shí)去除。本章主要研究將化學(xué)預(yù)氧化與超濾工藝聯(lián)用，在現(xiàn)有條件下將水中超標(biāo)的Fe2+、Mn2+同時(shí)有效地除去，且不產(chǎn)生二次污染。基于傳統(tǒng)氧化工藝條件下，采用次氯酸鈉作為氧化劑，并結(jié)合超濾工藝，探討預(yù)氧化-超濾組合工藝對(duì)含有Fe2+、Mn2+的共存水的去除效果。

關(guān)鍵詞：鐵錳共存水；次氯酸鈉預(yù)氧化；超濾；組合工藝

中圖分類號(hào)：X524文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鐵錳超標(biāo)就會(huì)給人體帶來許多危害。鐵攝入過多會(huì)增加傳染病感染的風(fēng)險(xiǎn)，錳過量會(huì)給人體帶來巨大的危害，造成神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等相應(yīng)器官的病變[1]，含鐵錳水的常規(guī)處理方法有自然氧化法、接觸氧化法、生物法、藥劑氧化法，而超濾技術(shù)在新一代膜技術(shù)中運(yùn)用廣泛，逐漸成為國內(nèi)外各個(gè)水廠的主要選擇。研究表明，超濾技術(shù)幾乎能全部去除顆粒物、懸浮物、膠體、細(xì)菌等，不僅出水水質(zhì)穩(wěn)定還減少了水質(zhì)的二次污染[2][3]。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置為內(nèi)壓式中空纖維超濾膜。

1.2水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

主要指標(biāo)為Fe、Mn。采用鄰菲羅啉分光光度法和甲醛分光光度法測(cè)定。

1.2實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)流程

在水樣中投加一定量的化學(xué)氧化劑，氧化一段時(shí)間后再加入一定量混凝劑進(jìn)行混凝沉淀，最后將氧化沉淀后的水樣通過45μm的濾膜，檢測(cè)過濾膜后水中的Fe2+、Mn2+殘余量。實(shí)驗(yàn)流程見圖2：

2結(jié)果與討論

2.1設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

含鐵、錳共存水進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)如表1所示。

表1鐵、錳共存水進(jìn)水水質(zhì)

2.2次氯酸鈉-超濾組合工藝對(duì)鐵錳共存水的去除效果

當(dāng)不投加氧化劑直接本試驗(yàn)主要考察在超濾工藝前后，單獨(dú)投加次氯酸鈉對(duì)Fe2+、Mn2+的去除效果，原水中Mn2+濃度為0.25 mg/L，F(xiàn)e2+濃度為0.75 mg/L，在室溫條件下，投加次氯酸鈉為氧化劑，并投加一定量的混凝劑（Al2（SO4）3·18H2O），氧化劑和混凝劑的比控制在1：80，氧化時(shí)間為4min，調(diào)節(jié)pH為8.0左右，次氯酸鈉投加量分別為：0 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、0.7 mg/L、1 mg/L、1.2 mg/L、1.5 mg/L。

超濾時(shí)，水中的鐵錳去除效果不佳；Fe2+含量有所下降主要是因?yàn)镕e2+很容易被空氣中的氧氣氧化，氧化后的Fe2+呈含F(xiàn)e3+的礬花，這也表明，直接超濾對(duì)溶液中的二價(jià)錳去除效果不佳，但卻對(duì)三價(jià)鐵有截留的效果。隨著氧化劑次氯酸鈉的投加，溶液中的二價(jià)鐵含量急劇減少，Mn2+含量減少的較為緩慢，這主要是因?yàn)镕e2+比Mn2+更容易被氧化，當(dāng)氧化劑次氯酸鈉投加量較少時(shí)，次氯酸鈉會(huì)先與Fe2+反應(yīng)，當(dāng)次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L時(shí)檢測(cè)得出水Fe2+濃度為0.051 mg/L，繼續(xù)投加氧化劑次氯酸鈉，可以看出二價(jià)錳的濃度呈直線下降，F(xiàn)e2+的去除率減少較之前緩慢。當(dāng)次氯酸鈉投加量為1mg/L時(shí)，出水的Mn2+濃度為0.073 mg/L。因此，通過上述實(shí)驗(yàn)可以得出，當(dāng)Fe2+、Mn2+同時(shí)存在時(shí)，氧化劑次氯酸鈉的氧化順序是先鐵后錳，次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L和1 mg/L時(shí)對(duì)Fe2+和Mn2+的去除趨于穩(wěn)定，能將原水中Fe2+、Mn2+含量同時(shí)降至滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)論

通過預(yù)氧化處理工藝和超濾處理工藝進(jìn)行組合，進(jìn)行了次氯酸鈉-超濾組合工藝處理鐵錳共存水試驗(yàn)，主要研究結(jié)論如下：

a） 次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L，能將原水中Fe2+含量降至0.051 mg/L，去除率為93.2%；次氯酸鈉投加量為1 mg/L，能將原水中Mn2+含量降至0.073 mg/L，去除率為70.8%；當(dāng)Fe2+、Mn2+同時(shí)存在時(shí)，氧化劑次氯酸鈉的氧化順序是先鐵后錳，能將原水中Fe2+、Mn2+含量同時(shí)降至滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

b） 將次氯酸鈉預(yù)氧化處理工藝和超濾處理工藝結(jié)合處理鐵錳共存水，明顯加強(qiáng)了除鐵的效果，對(duì)錳的去除也有一定的提升作用，無疑是對(duì)工藝良好的補(bǔ)充。

參考文獻(xiàn)：

[1]張吉庫，傅金祥，周華斌，等.地下水除鐵除錳技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2003，19（3）：212-214.

[2]欒嵐，詹健，賈俊松.地下水除鐵除錳技術(shù)的分析及其發(fā)展方向初探[J].江西化工，2006（1）：40-42.

[3]朱秀芹，李燦波.地下水除鐵除錳技術(shù)發(fā)展歷程及展望[J].黑龍江水利科技，2008，36（6）：121-122.endprint