地下水除鐵錳裝置原理及技術(shù)簡介 1、地下水除鐵、除錳原理

　　由于鐵和錳的性質(zhì)很相似，所以去除鐵和錳的原理也相同，即：用氧化法充分曝氣，把水中的溶解態(tài)的+2價(jià)鐵和錳氧化成+3價(jià)鐵和+4價(jià)猛的不溶態(tài)化合物，經(jīng)氧化和絮凝后，生成的鐵、錳沉淀物可經(jīng)過濾而去除，從而達(dá)到除鐵、除錳的功效。

　　2、傳統(tǒng)地下水除鐵、除錳技術(shù)

　　*以來，人們一直使用物理化學(xué)的方法去除水中的二價(jià)鐵和二價(jià)錳。美國從1950年就將錳質(zhì)綠砂有效的運(yùn)用到除鐵和除錳過程。

　　2.1曝氣氧化法

　　此法是利用空氣中的氧氣與水中的+2價(jià)鐵和錳接觸，將其氧化成+3價(jià)鐵和+4價(jià)錳的化合物，然后經(jīng)沉淀，過濾達(dá)到除鐵、除錳的目的。此過程去除鐵、錳所需的PH值應(yīng)不低于7.0，PH值越高，氧化速度越快。向水中曝氣的目的除了提供足夠的氧氣外，還有去除水中的CO2以提高水的PH。

　　2.2曝氣接觸氧化法

　　經(jīng)過曝氣，使得含有溶解氧的水通過含有鐵質(zhì)和錳質(zhì)的活性濾料，在所含鐵質(zhì)和二氧化錳的催化作用下，二價(jià)的鐵和錳的氧化速率大大加快，進(jìn)而被活性濾料去除。其中，活性濾料可以是天然錳砂，也可由普通的砂濾料經(jīng)熟化而形成。接觸氧化法所需的PH值不低于6.0，一般要大于7.0。此過程曝氣的目的是向水中提供足夠的氧氣。

　　3、改性濾料的性能

　　改性濾料是在載體（普通石英砂濾料、陶粒濾料或一些表面積大的天然材料）表面涂以金屬氧化物或氫氧化物，在水分子存在的條件下，金屬氧化物表面具有大量的羥基集團(tuán)，羥基化后的表面可以與水中的金屬離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，從而改變原濾料顆粒表面的物理化學(xué)性質(zhì)，以提高濾料的截污能力。即使在中性環(huán)境中，也能提高濾料對(duì)鐵錳的吸附能力。與傳統(tǒng)濾料相比，改性濾料具有更多的表面吸附點(diǎn)位，因此，它比天然錳砂或石英砂具有更明顯的除鐵、除錳優(yōu)勢。為增大濾料顆粒的表面分子結(jié)構(gòu)的附著力，必須在濾料表面形成具有較高范德華力常數(shù)的一層化學(xué)薄膜。薄膜中所含的化合物的分子量越大，其對(duì)顆粒的吸附能力就越強(qiáng)。

　　綜合大量的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)改性濾料的過濾效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　?。?）去除水中的懸浮雜質(zhì)。同濟(jì)大學(xué)高乃云等人采用氧化鋁改性石英砂作為濾料，進(jìn)行強(qiáng)化過濾處理微污染水的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)石英砂經(jīng)處理后的表面零電荷PH值由0.7-2.2提高到7.5-9.5。因此，即使是微污染原水在采用改性的石英砂處理時(shí)，不需要再添加任何混凝劑就可以達(dá)到降低濁度的目的。并且原水中的懸浮雜質(zhì)以及微量溶解性有機(jī)物也有不同程度的去除。

　　（2）吸附水中的重金屬離子，如Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Cr2+等，去除機(jī)理主要是化學(xué)吸附、離子交換吸附和離子沉淀。

　　（3）去除水中的砷。MattewL.Pierce等人用無定型的氫氧化鐵來吸附水中的As（Ⅲ）和As（Ⅴ），結(jié)果表明，在吸附劑和砷濃度比例恰當(dāng)及適當(dāng)?shù)腜H條件下，可以使砷的去除率達(dá)到92%。

　?。?）去除水中的硒。利用氧化鋁覆蓋的砂粒作為吸附劑，可以有效的去除水中的Se（Ⅵ）和Se（Ⅳ）。在適當(dāng)?shù)腜H值、吸附劑量以及吸附時(shí)間的條件下，Se的去除率可達(dá)將近*。

　?。?）去除水中的微生物，去除機(jī)理主要是利用濾料表面的電性、強(qiáng)化靜電吸附或者降低靜電排斥。