二氧化氯—錳砂聯(lián)合處理含錳地下水的試驗

地下水是水資源的重要組成部分,因其分布廣、水量穩(wěn)定、水質(zhì)好且不易受到污染,是農(nóng)業(yè)灌溉、生活和生產(chǎn)用水的重要水源之一。然而當(dāng)?shù)叵滤泻械蔫F、錳離子過量時,將會給人們的生產(chǎn)和生活帶來諸多的不便甚至是危害。地下水中鐵、錳的含量由于區(qū)域性地質(zhì)沉積環(huán)境的差異而有很大的不同。其中有一種典型的地下水-低鐵高錳地下水,它和一般的地下水的不同之處就在于水中鐵的含量符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤0.3mg/L),而錳的含量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)。相比之下,該類型的地下水處理起來較為復(fù)雜,需找出更有效、更經(jīng)濟(jì)的處理方法。強(qiáng)氧化劑氧化法近年來由于其高效、及時、快速、徹底去除靶污染物的優(yōu)點已在歐洲許多大城市普遍使用,而二氧化氯作為強(qiáng)氧化劑也被廣泛應(yīng)用于飲用水預(yù)氧化和消毒過程。 針對低鐵高錳地下水的水質(zhì)特點,本試驗采用二氧化氯+錳砂過濾的工藝。本試驗主要考察C102對水中Mn2+的去除效果及其影響因素,同時對C102預(yù)氧化除錳過程中副產(chǎn)物亞氯酸根的產(chǎn)生及控制進(jìn)行了研究。試驗結(jié)果表明：當(dāng)原水錳離子質(zhì)量濃度為3.5mg/L時,二氧化氯更佳投加量為5mg/L,更佳pH為6.5-8.0,更佳濾速為8m/h,此時Mn2+的去除率更高,可達(dá)92.8%；對于低鐵高錳水,鐵的存在對錳的去除有一定的促進(jìn)作用,鐵的初始濃度越高,錳的去除量越大,當(dāng)[Fe2+]從0.05mg/L升高到0.3mg/L,錳的去除率提高近20%。 此外,如果合理控制水的pH值,可充分發(fā)揮二氧化氯及其中間產(chǎn)物亞氯酸根的氧化效能,一方面減少副產(chǎn)物亞氯酸根的殘留濃度,另一方面可大大減少二氧化氯的實際投加量。試驗表明當(dāng)pH值大于6.9時,只需[ClO2]/[Mn2+]=0.5,即可有效將水中的錳離子降到0.1mg/L以下,此時亞氯酸根能充分發(fā)揮其氧化的效能,更大量地減少了亞氯酸根的累積。結(jié)合以上除錳效果更好的pH值范圍,確定試驗整體更佳pH值范圍為6.9-8.0。 對于低水平含錳地下水的處理本課題也做了相應(yīng)的研究。

結(jié)果表明,通過錳砂過濾水中微量錳離子的去除率達(dá)到86.5%,其出水濃度遠(yuǎn)低于GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的限值；在控制濾速為12m/h條件下,錳砂濾柱連續(xù)運行對水中錳離子有穩(wěn)定的去除效果；在消毒劑使用方而,氯胺氧化能力比液氯弱,可避免氯消毒導(dǎo)致的用戶水中出現(xiàn)以二氧化錳為主的黑色/黑褐色沉淀物,并且當(dāng)m(Cl2)：m(N)=4：1時消毒效果更好。