生物濾池地下水除鐵除錳過程中錳砂濾料漏錳現(xiàn)象處理方法

生物濾池地下水除鐵除錳過程中錳砂濾料漏錳現(xiàn)象處理方法

概述:針對生物濾池地下水同步除鐵除住過程中的“派住”現(xiàn)象進(jìn)行研究。結(jié)果表明，“漏住”現(xiàn)象是由亞鐵離子與住氧化物的反應(yīng)引起的;砂樣生物活性、溶解氧及浸泡時間等對亞鐵離于與住氧化物的反應(yīng)影響不大;粉加浸泡次毅可使“漏住”現(xiàn)象得到緩解;出水錳濃度與砂樣質(zhì)量和亞鐵離子含黃均呈二次拋物線關(guān)系，底物濃度越大，出水錳含量措大越快;酸性條件可以促進(jìn)亞鐵離子和錳氧化物的反應(yīng)，城性條件下“漏住”現(xiàn)象不易發(fā)生。
地下水同步除鐵除錳過程中，若溶解氧不足會導(dǎo)致鐵的去除速率變慢，且出水錳離子濃度大于進(jìn)水的現(xiàn)象，即所謂的“漏錳“現(xiàn)象。這是由于亞鐵離子具有較強(qiáng)的還原性，很容易與濾料表面形成的錳氧化物發(fā)生反應(yīng)，錳氧化物被還原并重新溶解于水中，導(dǎo)致出水錳離子含量增加，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
1試研材料與方法
1.，材料和試劑
    錳砂濾料:一種是剛從成熟漣柱中取出的錳砂，具有除鐵除錳能力，表面呈黑色且有大量的錳氧化物和微生物;另一種是放置很久的成熟池料，表面有大量的錳氧化物，經(jīng)檢驗(yàn)無微生物活體附著。試劑:1 mot/1.的鹽酸和I mol/L的氫氧化鈉溶液。
1.2原水水質(zhì)
    試驗(yàn)原水采用含鐵含錳地下水:一種是未曝氣的原水，pH值為6.8;另一種是曝氣后的原水，水中部分亞鐵離子發(fā)生氧化，水體渾濁發(fā)黃，部分鐵以氫氧化鐵絮體形式發(fā)生沉降，但水中仍有大贊亞鐵離子存在。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1砂樣生物活性影響試驗(yàn)
    分別取1.0 g滅活的成熟錳砂和1.0 g濾柱中新取出的成熟錳砂，在60 ml.未曝氣的含鐵含錳地下水中浸泡5 min，過濾2次后分別取樣檢側(cè)出水錳離子含量 。
1.3.2砂樣質(zhì)量影響試驗(yàn)
    分別取1.0,2.0,3.0和4. 0 g滅活的成熟錳砂，在60 mL未眼氣的含鐵含錳地下水中浸泡5min，過池2次后分別取樣檢測出水錳離子含長。
1.3.3溶解氧濃度影響試驗(yàn)
    取1.0 g滅活的成熟錳砂，分別在60 ml,未曝氣和曝氣過的含鐵含錳地下水中浸泡5 min，過濾2次后分別取樣槍測出水錳離子含量。
1.3.4浸泡次數(shù)影響試驗(yàn)
    取1.0 g滅活的成熟錳砂，在60 mL未曝氣的含鐵含錳地下水中浸泡5 min，過濾2次后取樣進(jìn)行檢測，得到浸泡I次時的出水錳離子含貧;用上述錳砂繼續(xù)重復(fù)2次試驗(yàn)，分別得到浸泡2次和3次時的出水錳離子含量。
1.3.5反應(yīng)時間影響試驗(yàn)
    取1.0 g滅活的成熟錳砂.分別在60 mL未爆氣的含鐵含錳地下水中浸泡I和15 min，過濾2次后分別取樣檢測出水錳離子含量。.
1.3.6  pH影響試驗(yàn)
    取1.0 g滅活的成熟錳砂和60 mL未曝氣的含鐵含錳地下水(pH二6.7)各4份，其中3份水樣用HCI和NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值分別為3.0,6.0和8.0，在上述水樣中各加人1份砂樣浸泡5 min，過濾2次后分別取樣檢測出水錳離子含量。
1.3.7亞鐵離子濃度影響試驗(yàn): ①鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 mg/L):稱取0. 702 2 g硫酸亞鐵按溶于少量蒸餾水，再加人3 mL鹽酸.定容至1 000 mL,②分別取1. 00, 2. 00, 3. 00, 6. 00, 10. 00和30.00 m.鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液加入100 mL比色管中.加蒸餾水至60 mL，得到質(zhì)從濃度分別為1.67,3.33,5.00,10.00,16.67 W.00 mg/ l‘的亞鐵離子溶液。 ③取1.0 g滅活成熟錳砂6份，分別用上述配制的亞鐵離子溶液浸泡I min，過濾2次后分別取樣檢測出水錳離子含量。
結(jié)果與討論
  錳砂濾料樣生物活性影響試驗(yàn)砂樣生物活性對出水錳離子含量的影響濾料浸泡后出水錳離子含盈增加，滅活錳砂出水錳離子含量增加了。.29 mg/L,活性錳砂出水錳離子含壇增加了0.22 mg/L，說明原水中的亞鐵離子與錳砂濾料表面的錳氧化物發(fā)生了反應(yīng)。浸泡后的滅活錳砂與活性錳砂的出水離子錳含址相差不大，說明砂樣生物活性對錳離子溶出的影響較小，即在缺板條件下，微生物利用亞鐵離子和錳氧化物的反應(yīng)獲取能聳的可能性并不大，此反應(yīng)過程主要是化學(xué)過程。
2.2錳砂濾料樣質(zhì)影晌試驗(yàn)
    錳砂樣質(zhì)量對錳離子溶出的影響較大，砂樣質(zhì)量越大出水錳離子含候也越大，說明錳砂質(zhì)童即錳氧化物的總量、總表面積等因家對亞鐵離子和錳氧化物的抓化還原反應(yīng)影響較大，增加反應(yīng)底物錳氧化物的質(zhì)量濃度.會提高反應(yīng)的速率與程度。出水錳離子含量與砂樣質(zhì)量之間并非線性關(guān)系，而是二次拋物線關(guān)系，砂樣質(zhì)最越大，出水錳離子含量增加越快。
2.3溶解飯濃度影響試驗(yàn)
    溶解氧濃度對錳離子溶出的影響見圖3。可以看出，溶解氧濃度對出水中的錳離子含址影響不大，用曝氣后的原水浸泡濾料，出水錳離子含量略高于未曝氣的原水，這是由于溶解氧能與Fee’發(fā)生反應(yīng)，將其氧化為Fey'，進(jìn)而形成鐵的氫權(quán)化物分子與絮體(z)，使原水中的亞鐵離子濃度略有下降，從而影響了出水錳離子含量。
2.4浸泡次數(shù)影響試驗(yàn)
    浸泡次數(shù)對亞鐵離子與錳錢化物反應(yīng)的影響。增加浸泡次數(shù)，出水錳離子濃度降低.浸泡3次后出水錳離子濃度已接近原水水平，說明隨著浸泡次數(shù)的增加，錳砂表面的錳板化物會消耗殆盡，“漏錳”現(xiàn)象將得到緩解.但會對濾層造成破壞，即使溶解氧充足也難以恢復(fù)濾他的除鐵除錳能力。
2.5反應(yīng)時間影晌試驗(yàn)
    反應(yīng)時間對亞鐵離子與錳氧化物反應(yīng)的影響不大，結(jié)果如圖5所示。亞鐵離子與錳氧化物的反應(yīng)很容易進(jìn)行，反應(yīng)速率快，漣速越高，單位時間內(nèi)反應(yīng)的亞鐵離子越多，但對反應(yīng)所進(jìn)行的程度影響不大。
2.6 pH影響試驗(yàn)
    pH對亞鐵離子和錳氧化物反應(yīng)的影響，調(diào)節(jié)原水pH值為6.0時，出水錳離子含量幾乎沒有變化;當(dāng)原水酸性較強(qiáng)時，出水錳含量大幅度增加;pH值調(diào)至8.0時.出水錳離子含量明顯下降，且遠(yuǎn)低于原水。
    堿性環(huán)境下，OH一可以促進(jìn)水解反應(yīng)，形成的Fe(OH):更容易被氧化形成Fe(OH),，導(dǎo)致水解反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，亞鐵離子被大址消耗，從而降低了底物濃度，抑制了亞鐵離子和錳氧化物的反應(yīng)。反之，酸性環(huán)境可以促進(jìn)亞鐵離子和錳氧化物的反應(yīng)。酸性條件和堿性條件下的出水錳離子含量相差較大，說明pH是影響亞鐵離子和錳氧化物反應(yīng)的重要因素。
2.7亞鐵離子濃度影晌試驗(yàn)
    試驗(yàn)考察了亞鐵離子含壇對錳離子溶出的影響。
    可以看出，亞鐵離子作為底物，其含量的大小對出水錳離子有明顯的影響，兩者之間呈二次拋物線關(guān)系，原水中的亞鐵離子含飯越高.出水錳離子含最也越高。

3結(jié)論
    地下水除鐵除錳過程中的“漏錳”現(xiàn)象是由亞鐵離子與錳氧化物的反應(yīng)引起的。砂樣生物活性、溶解氧及反應(yīng)時間對亞鐵離子與錳氧化物的反應(yīng)影響不大.砂樣質(zhì)債、亞鐵離子濃度和pH值是重要的影響因求。底物濃度越大，出水錳含星增加越快，出水錳離子含量與砂樣質(zhì)盤和亞鐵離子濃度均呈二次拋物線關(guān)系。