錳砂濾床—超濾組合工藝凈化含錳地表水研究

曾慶仕 耿安朝

摘 要：采用錳砂濾床-超濾組合工藝，對(duì)錳濃度超標(biāo)水庫(kù)水進(jìn)行不同工況下工藝除錳效果研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，錳濃度隨接觸反應(yīng)時(shí)間的增加而下降，隨錳砂投加量的增加而下降，達(dá)到除錳效果，為飲用水除錳提供了一條新途徑。

關(guān)鍵詞：地表水；除錳；接觸氧化；超濾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.005

0 引言

由于傳統(tǒng)工藝在飲用水處理中存在諸多弊端，超濾技術(shù)作為一種新型高效的深度水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，能有效去除水中的膠體、微粒等，在水處理技術(shù)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[1]。但是超濾技術(shù)對(duì)于一些小分子溶解性無(wú)機(jī)物，如Mn2+則難以截留去除，必須聯(lián)用一些除錳預(yù)處理工藝[2]。接觸氧化法是李圭白[3]等人研究成功的地下水除錳方法，接觸氧化法除錳的機(jī)理主要是利用對(duì)地下水的充分曝氣及濾料的催化作用，將錳離子氧化成氧化物并以沉淀形式附著到濾料表面上，形成錳質(zhì)活性濾膜以達(dá)到去除錳的目的 。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和方法

主要裝置由兩大部分組成，即錳砂濾柱和超濾設(shè)備。濾柱由一根有機(jī)玻璃柱（高0.8米，直徑20cm）構(gòu)成，由上而下依次填料為細(xì)錳砂（粒徑0.6～1.2mm，MnO2 含量為35%），細(xì)卵石（粒徑1～2cm），原水錳濃度為0.6～1.2mg/L。將天然河水抽入配水箱，按所需濃度配好實(shí)驗(yàn)用水后，用潛水泵抽入原水水箱作為實(shí)驗(yàn)用水，再經(jīng)錳砂濾柱后進(jìn)入超濾設(shè)備，超濾出水儲(chǔ)存在清水箱中，清水箱過(guò)量出水溢流入排水溝。

接觸時(shí)間通過(guò)調(diào)節(jié)濾速大小控制，旋轉(zhuǎn)式超濾設(shè)備運(yùn)行方式采用循環(huán)出水，接觸反應(yīng)時(shí)間分別調(diào)節(jié)為5 min、8min、11 min、14 min、17min、20min六種不同工況運(yùn)行，研究不同接觸反應(yīng)時(shí)間下錳砂濾柱的除錳效果，濾柱出水再經(jīng)出水口流入超濾設(shè)備膜腔內(nèi)，利用超濾膜的高效截留水中其他懸浮小顆粒物，使出水濁度滿(mǎn)足國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。分別調(diào)節(jié)配水中Mn2+的含量為1.2mg/L、2.4mg/L，考察在不同Mn2+初始濃度條件下組合工藝除錳效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 錳砂接觸反應(yīng)時(shí)間對(duì)錳去除效果的影響

在Mn2+初始濃度為1.8mg/L時(shí)，考察接觸時(shí)間分別為5min、8min、11min、14min、17min、20min對(duì)錳砂去除Mn2+效果影響如圖1所示。

由圖1可以看出，在初始濃度1.8mg/L條件下，設(shè)備出水錳含量隨接觸反應(yīng)時(shí)間的增加而下降，隨濾速的增加而增加，在反應(yīng)開(kāi)始的前8min內(nèi)，濃度下降速度較快；從11min后，錳濃度下降趨勢(shì)平緩，在接觸反應(yīng)時(shí)間>14min時(shí)對(duì)錳的去除效果基本不變。

2.2 初始濃度對(duì)錳的去除效果影響

水樣初始Mn2+濃度為1.2mg/L、2.4mg/L為研究對(duì)象，考察錳砂去除Mn2+效果影響如圖2所示。

由圖2可以看出，在Mn2+初始濃度為1.2mg/L條件下，在接觸反應(yīng)時(shí)間≥9min時(shí)設(shè)備出水錳的濃度降低到飲用水標(biāo)準(zhǔn)<0.1mg/L以下。初始濃度為2.4mg/L條件下，在接觸反應(yīng)時(shí)間>25min時(shí)對(duì)錳的去除效果基本不變，在接觸反應(yīng)時(shí)間為25min時(shí)，設(shè)備出水濃度為0.084mg/L，達(dá)到國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)錳的要求。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)錳砂濾床-超濾組合工藝除錳效果系統(tǒng)研究，得出以下結(jié)論：組合工藝凈化出水中錳濃度隨接觸反應(yīng)時(shí)間的增加（濾速的減?。┒陆?，在相同反應(yīng)時(shí)間下，隨錳砂投加量的增加而下降。出水水質(zhì)滿(mǎn)足《國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求，出水錳的濃度<0.1mg/L。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐躍衛(wèi)，董一華等.超濾技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2017（07）：143-144.

[2]崔淑霞.超濾技術(shù)在飲用水深度處理上的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2009（02）：61-62.

[3]李圭白，劉超.地下水除鐵除錳[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

作者簡(jiǎn)介：曾慶仕（1991-），男，江西吉安人，碩士研究生，研究方向：水文學(xué)與水資源管理。