錳砂除鐵錳原理及方式的發(fā)展
作者來(lái)源:gysxlc 發(fā)布時(shí)間： 2018/5/22 14:00:35 標(biāo)簽：錳砂 天然錳砂 錳砂濾料 錳砂過(guò)濾器
導(dǎo)讀：地下水除鐵大多采用的自然氧化除鐵工藝,其基本原理是曝氣充氧后將Fe2+氧化為Fe3+,經(jīng)反應(yīng)沉淀之后,過(guò)濾將其去除.
錳砂除鐵錳原理及方式的發(fā)展
20世紀(jì)60年代，國(guó)內(nèi)地下水除鐵大多采用的錳砂自然氧化除鐵工藝，其基本原理是曝氣充氧后將Fe2+氧化為Fe3+，經(jīng)反應(yīng)沉淀之后，過(guò)濾將其去除。通過(guò)提高地下水的pH值能夠大大加快Fe2+氧化為Fe3+的速度.因此.空氣自然氧化工藝通常采用較大曝氣強(qiáng)度，在充氧的同時(shí)散除地下水中的游離CO2以提高pH值，曝氣后的pH值一般在7.0以上.盡管如此，空氣自然氧化除鐵工藝所需的停留時(shí)間仍較長(zhǎng)，約2-3h，且由于Fe3+絮凝體較小，容易穿透濾層，影響水質(zhì);另一方面水中溶解性硅酸與三價(jià)鐵氫氧化物形成硅鐵絡(luò)合物，使Fe(OH)3,膠體凝聚困難，影響氧氧化鐵的絮凝，難以從水中分離。在地下水堿度較低時(shí)，溶解性硅酸對(duì)除鐵效果影響尤為顯著。
1.接觸催化氧化除鐵
地下水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單降氣后不需要絮凝、沉淀而直接進(jìn)入濾池，在天然錳砂濾料表面催化劑的作用下，F(xiàn)e2+迅速地氧化為Fe3+，并被濾層截留而去除。由于催化劑的作用，只要處理水的pH值高于6.0，F(xiàn)e2+就能順利的氧化為Fe3+.接觸氧化除鐵工藝的構(gòu)筑物較為簡(jiǎn)單，水力停留時(shí)間只需5-30min即可。同時(shí)，鐵的去除不受溶解性硅酸的影響。出水總鐵濃度也隨著過(guò)濾時(shí)間的增加而減少，在周期時(shí)間內(nèi)，水質(zhì)會(huì)越來(lái)越好。
接觸氧化除鐵的機(jī)理是催化氧化反應(yīng)。起催化作用的是天然錳砂濾料表面的鐵質(zhì)活性濾膜。鐵質(zhì)活性論膜首先吸附水中的亞鐵離子，被吸附的Fe2+在活性濾膜的催化作用下迅速氧化為Fe3+，并且使催化劑再生，反應(yīng)生成物為催化劑.又參與新的催化反應(yīng)，鐵質(zhì)活性濾膜接觸氧化鐵的過(guò)程是一個(gè)自催化反應(yīng)過(guò)程。關(guān)于鐵質(zhì)活性濾膜的化學(xué)組成有幾種不同的看法:有研究認(rèn)為鐵質(zhì)活性濾膜的化學(xué)組成為Fe(OH)3 ·2H20。新鮮的濾膜具有很強(qiáng)的催化活性，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，濾膜老化脫水活性也逐漸降低，濾膜最終老化生成FeO·OH便喪失催化活性。而又有研究則認(rèn)為在錳砂除鐵濾池中自然形成的經(jīng)羥基氫氧化鐵的羥基表面起接觸催化作用，羥基氧化鐵不是以FeO·OH所示的簡(jiǎn)單分子形式存在的，它是鐵原子、氧原子和固體內(nèi)氫原子三者相結(jié)合的巨大無(wú)機(jī)分子。
2.生物氧化除鐵
在除鐵的研究實(shí)踐中，有人在除鐵濾池中檢測(cè)到了鐵細(xì)菌的存在，并發(fā)現(xiàn)生物在鐵的去除過(guò)程中起很大作用，提出了生物除鐵的觀點(diǎn)，即在低含鐵最(0.75-1.lmg/L)和低溶解氧(0-0.7mg/L)的情況下發(fā)現(xiàn)生物在除鐵過(guò)程中有著很大的作用，認(rèn)為生物是鐵去除的主要原因.
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