化学法除铁锰

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1、曝气-石灰碱化法除铁除锰、降低水的硬度和溶解性总固体含量的研究李继震　于文举　王志军　纪　峰提要:　　　通过烧杯、模型和生产试验证明，曝气*.石灰碱化法可同时去除水中的铁和锰，降低水的总硬度和溶解性总固体含量，处理后水质达到《生活饮用水水质标准》。关键词:　　　曝气　石灰碱化　pH值　助凝　饮用水　我国有许多地区为盐碱地，如黑龙江省西部大庆地区等，地下水中碱度高，除含有过量的铁和锰外，水的总硬度和溶解性总固体含量亦超过标准。大庆市大同区原有水厂采用射流曝气锰砂过滤罐常规除铁锰工艺，只能去除水中的铁和锰，不能降低水中的总硬度和溶解性总固体

2、含量，其水质达不到《生活饮用水水质标准》。为此，在大庆市大同区进行了地下水除铁除锰、降低水的总硬度和溶解性总固体含量的研究，在烧杯、模型试验的基础上进行了水厂生产试验，并成功地投入生产。1　水质特点及处理方法大庆市大同区地下水水质特点为碱度高，水温低(冬季1℃，夏季10℃)，有几项指标含量超标，其中铁含量为1.2～1.7mg/L，锰含量为0.15mg/L，总硬度(以CaCO3计)为530～620mg/L，溶解性总固体含量为1364～1520mg/L。原水水质分析报告见表1。表1　原水、净化水水质项目嗅和味级pH铁(mg/L)锰(mg

3、/L)总硬度(mg/L)以CaCO3计溶解性总固体(mg/L)氟化物(mg/L)游离CO2(mg/L)HCO3-(mg/L)原　水27.31.300.38535.413641.022.18738.3净化水07.80.160.05250.09480.52.2486.6　　石灰经消化后，制成石灰乳投加在原水中，在高pH值条件下与重碳酸盐产生如下反应：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+MgCO3+2H2OMgCO3+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCO3

4、↓曝气向水中溶解氧气，去除水中有臭鸡蛋味的硫化氢和游离性二氧化碳。在高pH值条件下，溶解氧可以迅速氧化水中的二价铁离子和二价锰离子，其反应如下：4Fe2++O2+10H2O＝4Fe(OH)3↓+8H+2Mn2++O2+2H2O＝2MnO2↓+4H+上述各反应生成的CaCO3、Mg(OH)2、Fe(OH)3、MnO2均为沉淀物。CaCO3具有良好的絮凝作用，使各种沉淀物在反应池中絮凝，在沉淀池和滤池中去除。实践证明，在用石灰碱化法去除水中总硬度的同时，也可以去除部分溶解性总固体中的其它部分。从而达到除铁除锰、降低水的总硬

5、度和总溶解性固体的目的。2　烧杯试验在烧杯内用Ca(OH)2溶液把原水调至不同的pH值，做絮凝沉淀试验，研究其除铁除锰和降低水的总硬度及溶解性总固体的效果。在装有1L原水的烧杯内加入Ca(OH)2溶液后，用搅拌器搅拌。混合时搅拌1min，转速为300r/min。絮凝时间为15min，先搅拌5min，转速为60r/min；然后再搅拌5min，转速为40r/min；最后搅拌5min，转速为20r/min。静止沉淀30min，取上清液125mL，检测铁、锰、总硬度和总溶解性固体含量。测定结果见表2。从表2中可得出如下结论：(1

6、)铁、锰、总硬度和总固体含量随pH值提高而降低。(2)石灰碱化法降低水中总硬度，同时可以去除部分形成溶解性总固体含量的其它成分。表2　烧杯试验结果编号pH总硬度(以CaCO3计)(mg/L)溶解性总固体(mg/L)铁(mg/L)锰(mg/L)17.357214161.220.1928.542410280.320.0739.52889800.230.0549.72509500.190.045102209100.150.03　　(3)在保证水处理效果的基础上，同时考虑经济性，对于大庆市大同区地下水来讲，pH值选择9.5～9.7为宜。3

7、　模型试验投加Ca(OH)2将原水pH值调至9.7，絮凝时间为15min，搅拌桨边缘线速度为0.39m/s，沉淀30min后经滤柱过滤，滤料为单层石英砂，粒径为0.95～1.3mm，滤层厚度为1m，滤速为7m/h。模型试验结果如表3。表3　模型试验结果项目总硬度(以CaCO3计)(mg/L)溶解性总固体(mg/L)铁(mg/L)锰(mg/L)原水54814441.640.22滤后水2489400.20.054　生产试验在烧杯试验和模型试验得出的数据基础上，做了生产能力为10000m3/d的净水厂设计，于1998年建成新水厂，其工

8、艺流程如图1。图1　水厂工艺流程投药采用石灰经消化后投加。曝气为一级跌水曝气，跌水高1.0m。絮凝采用网格絮凝池，絮凝时间20min。沉淀采用斜管沉淀池，水在