次氯酸鈉預氧化—超濾組合工藝處理鐵錳共存水研究

魏晨+趙坤+彭世琥

摘要：鐵錳元素具有相似的化學性質，在處理超標的鐵錳水原水時，Fe2+、Mn2+往往同時存在，需要將它們同時去除。本章主要研究將化學預氧化與超濾工藝聯用，在現有條件下將水中超標的Fe2+、Mn2+同時有效地除去，且不產生二次污染。基于傳統氧化工藝條件下，采用次氯酸鈉作為氧化劑，并結合超濾工藝，探討預氧化-超濾組合工藝對含有Fe2+、Mn2+的共存水的去除效果。

關鍵詞：鐵錳共存水；次氯酸鈉預氧化；超濾；組合工藝

中圖分類號：X524文獻標識碼：A

鐵錳超標就會給人體帶來許多危害。鐵攝入過多會增加傳染病感染的風險，錳過量會給人體帶來巨大的危害，造成神經系統、呼吸系統和消化系統等相應器官的病變[1]，含鐵錳水的常規處理方法有自然氧化法、接觸氧化法、生物法、藥劑氧化法，而超濾技術在新一代膜技術中運用廣泛，逐漸成為國內外各個水廠的主要選擇。研究表明，超濾技術幾乎能全部去除顆粒物、懸浮物、膠體、細菌等，不僅出水水質穩定還減少了水質的二次污染[2][3]。

1材料與方法

1.1實驗裝置

試驗裝置為內壓式中空纖維超濾膜。

1.2水質指標測定

主要指標為Fe、Mn。采用鄰菲羅啉分光光度法和甲醛分光光度法測定。

1.2實驗方法與實驗流程

在水樣中投加一定量的化學氧化劑，氧化一段時間后再加入一定量混凝劑進行混凝沉淀，最后將氧化沉淀后的水樣通過45μm的濾膜，檢測過濾膜后水中的Fe2+、Mn2+殘余量。實驗流程見圖2：

2結果與討論

2.1設計進水水質

含鐵、錳共存水進水水質檢測如表1所示。

表1鐵、錳共存水進水水質

2.2次氯酸鈉-超濾組合工藝對鐵錳共存水的去除效果

當不投加氧化劑直接本試驗主要考察在超濾工藝前后，單獨投加次氯酸鈉對Fe2+、Mn2+的去除效果，原水中Mn2+濃度為0.25 mg/L，Fe2+濃度為0.75 mg/L，在室溫條件下，投加次氯酸鈉為氧化劑，并投加一定量的混凝劑（Al2（SO4）3·18H2O），氧化劑和混凝劑的比控制在1：80，氧化時間為4min，調節pH為8.0左右，次氯酸鈉投加量分別為：0 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、0.7 mg/L、1 mg/L、1.2 mg/L、1.5 mg/L。

超濾時，水中的鐵錳去除效果不佳；Fe2+含量有所下降主要是因為Fe2+很容易被空氣中的氧氣氧化，氧化后的Fe2+呈含Fe3+的礬花，這也表明，直接超濾對溶液中的二價錳去除效果不佳，但卻對三價鐵有截留的效果。隨著氧化劑次氯酸鈉的投加，溶液中的二價鐵含量急劇減少，Mn2+含量減少的較為緩慢，這主要是因為Fe2+比Mn2+更容易被氧化，當氧化劑次氯酸鈉投加量較少時，次氯酸鈉會先與Fe2+反應，當次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L時檢測得出水Fe2+濃度為0.051 mg/L，繼續投加氧化劑次氯酸鈉，可以看出二價錳的濃度呈直線下降，Fe2+的去除率減少較之前緩慢。當次氯酸鈉投加量為1mg/L時，出水的Mn2+濃度為0.073 mg/L。因此，通過上述實驗可以得出，當Fe2+、Mn2+同時存在時，氧化劑次氯酸鈉的氧化順序是先鐵后錳，次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L和1 mg/L時對Fe2+和Mn2+的去除趨于穩定，能將原水中Fe2+、Mn2+含量同時降至滿足國家標準。

3結論

通過預氧化處理工藝和超濾處理工藝進行組合，進行了次氯酸鈉-超濾組合工藝處理鐵錳共存水試驗，主要研究結論如下：

a） 次氯酸鈉投加量為0.3 mg/L，能將原水中Fe2+含量降至0.051 mg/L，去除率為93.2%；次氯酸鈉投加量為1 mg/L，能將原水中Mn2+含量降至0.073 mg/L，去除率為70.8%；當Fe2+、Mn2+同時存在時，氧化劑次氯酸鈉的氧化順序是先鐵后錳，能將原水中Fe2+、Mn2+含量同時降至滿足國家標準。

b） 將次氯酸鈉預氧化處理工藝和超濾處理工藝結合處理鐵錳共存水，明顯加強了除鐵的效果，對錳的去除也有一定的提升作用，無疑是對工藝良好的補充。

參考文獻：

[1]張吉庫，傅金祥，周華斌，等.地下水除鐵除錳技術與發展趨勢[J].沈陽建筑大學學報自然科學版，2003，19（3）：212-214.

[2]欒嵐，詹健，賈俊松.地下水除鐵除錳技術的分析及其發展方向初探[J].江西化工，2006（1）：40-42.

[3]朱秀芹，李燦波.地下水除鐵除錳技術發展歷程及展望[J].黑龍江水利科技，2008，36（6）：121-122.endprint