地下水自然氧化法除铁除锰效果及存在问题
作者来源:gysxlc 发布时间： 2018/4/3 9:50:37 标签：地下水自然氧化法除铁除锰效果及存在问题-嵩鑫滤材
导读：地下水除铁除锰是氧化还原反应过程.将溶解状态的铁锰氧化成为难熔的Fe3+,Mn4+化合物,再经过滤即达到去除的目的.
地下水自然氧化法除铁除锰效果及存在问题
1.工艺理论
地下水中碳酸溶解岩层中的二价铁锰氧化物，使铁锰分别以Fe2+, Mn2+的形式析出;此外，还有一些高价铁锰的氧化物(如Fe2O3, MnO2等).在地下水所处地层缺氧的还原环境中，能被地下水中的硫化氢等还原为Fe2+, Mn2+的形式.地下水中Fe2+ ,Mn2+与空气中的氧接触后发生如下反应:
4Fe2++O2++10H20=4Fe(OH)3+8H+
Mn2++1/202+H2O=MnO2+2H+
地下水锰砂除铁除锰是氧化还原反应过程.将溶解状态的铁锰氧化成为难熔的Fe3+，Mn4+化合物，再经过滤即达到去除的目的。铁、锰均是属过渡性金属元素，锰的氧化还原电位高于铁.Mn2+比Fe2+难以氧化.在溶解氧充足的条件下，水的pH值对铁锰的氧化速率起决定性作用.地下水经曝气后pH值范围一般为6.0-7.5.应用研究结果表明.Fe2+在该pH值范围内的自然氧化速度较快;Mn2+则需将pH值提高到9.5以上时，自然氧化速度才明显加快.
自然氧化法是20世纪50年代初期从国外引进的一套除铁工艺技术.包括曝气、氧化反应、沉淀、过滤等一系列复杂的流程.曝气是先使含铁地下水与空气充分接触，让空气中的氧气溶解于水中，同时大量地散除地下水中的CO2,以提高pH值.地下水经曝气后.pH值范圈一般在6.0一7-5之间，Fe2+氧化为Fe3+并以Fe(OH)3形式析出.再通过沉淀、过滤得以去除。
2.存在问题
该工艺在实际应用中存在以下问题:
(1〕对于Mn2+的去除.需将pH值提高到9.5以上。为了达到较好的锰砂滤料除锰效果，甚至通过强曝气设施.尽可能地散除地下水中的CO2,也不可能将pH值提高到这一数值.为了提高PH值，需向地下水中投加碱(如石灰等〕，这样使得工艺流程更加复杂，且由于处理水的PH值太高.需酸化后才能正常使用，进一步增加了该工艺的管理难度及运行费用。
(2)该工艺中的氧化和沉淀两过程要求.处理水需在反应沉淀池中停留时间较长，约2一3h.因此，该工艺设备庞大，投资高。
(3)在实际运行中，由于Fe(OH)3絮体颗粒细小，容易穿透滤层。除铁效果有时达不到饮用水的要求。
(4)水中溶解性硅酸与三价铁氮氧化物形成硅铁络合物Fe3++SiO(OH)3 =FeOSi(OH)32+，使水中Fe(OH)32+胶体凝聚困难，影响氢氧化铁的絮凝.难以从水中分离.在地下水碱度较低时，溶解性硅酸对除铁效果影响尤为显著.因以上问题的存在.该工艺在使用上受到了限制。
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