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除铁除锰过滤设备技术

作者:北京水处理公司发布时间:2012-03-13

  一般含盐量为苦咸水范围的某些井水是呈还原态的,这类水源的典型特点是含有二价铁离子和锰离子,如果对这类水源进行加氯处理。

  含铁锰水质概况

  地表水含有丰富的溶解氧,铁、锰主要以不溶解的Fe (OH)3和MnO2状态存在,所以铁,锰含量不高,在预处理工艺中可除去。我国地下水中所含的铁、锰一般小于5 ~ l0mg/L}含锰量约为0. 5-2mg/L,铁与锰可以共存在地下水中,铁含量往往高于锰含量。对于生产用水,铁、锰含量超过标准会降低产品质量;在离子交换树脂与膜处理的进水中,对铁的含量有具体要求。

  除铁、除锰工艺

  (一)地下水除铁

  一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时,应采用接触氧化法。

  接触氧化法的工艺:原水曝气一→接触氧化一→过滤。接触氧化法曝气后,水的pH值宜达到6.0以上。

  曝气氧化法的工艺:原水曝气一→氧化一→过滤。曝气氧化法曝气后,水的pH值宜达到7.0以上。

  (二)地下水除锰

  宜采用接触氧化法,其工艺流程应根据下列条件确定:

  当原水含铁量低于2. 0mg/L、含锰量低于1. 5mg/L时,可采用:原水曝气一→单级过滤除铁、除锰。

  当原水含铁量或含锰量超过上述数值时,应通过试验确定必要时可采用:原水曝气一→氧化一→次过滤除铁一→二次过滤除锰。

  当除铁受硅酸盐影响时,应通过试验确定。必要时可采用:原水曝气一争一次过滤除铁(接触氧化)一曝气卜今二次过滤除锰。

  注

  (1)除锰滤池滤前水的pH值宜达到7.5以上。

  (2)二次过滤除锰滤池的滤前水含铁量宜控制在0. 5mg/L以下。

  (三)苦咸水的除铁、除锰

  一般含盐量为苦咸水范围的某些井水是呈还原态的,这类水源的典型特点是含有二价铁离子和锰离子,如果对这类水源进行加氯处理,然后进行脱氯处理或水中含氧量达到5 X 10-6以上,二价铁就会转化成三价铁,并形成难溶性的胶体氢氧化物颗粒,下面为亚铁和锰的氧化反应:

  4Fe(HCO3)2+O2+2H20一→4Fe (OH)3+8CO2

  4Mn (HC03)2+O2+2H20一→4Mn (OH)3+8C02

  因为铁氧化发生的pH值更低,使得铁污堵出现的频率比锰污堵要高得多。即使SDI,。小于5,反渗透和纳滤进水中的亚铁含量低于0. 1mg/L,仍会出现污堵问题。由于FeCO3的溶度极低,而Fee+的浓度则受到FeCO3溶解度的制约,通常碱度低的水源含铁的浓度比碱度高的水源要高。

  在膜处理系统中,引起膜面上沉积可溶性的二价铁和相关三价铁的污染物的可能情况为:

  (1)氧气进人到含二价铁的进水中。

  (2)高碱度水源形成FeC03。

  (3)铁与硅反应形成难溶性的硅铁盐。

  (4)受铁还原细菌氧化作用影响,将会加剧生物膜的滋生和铁垢的沉积。

  (5)由含铁絮凝剂转变引起的胶体状铁。

  (6)来自钢管或其他部件腐蚀产生的沉淀。

  (7)含二价铁的水源与含H2S的水源混合,形成黑色难溶硫化铁。

  处理这类水源的一种方法是防止整个系统与空气或任何氧化剂(如氯)的接触,低pH值有利于抑制Fe 2+的氧化,当pH<6,氧小于0. 5mg/L时,最大允许Fe 2+浓度为4mg/L。

  除去亚铁或铁离子以及防止铁污堵的方法:

  (1)采用阳树脂软化。可以去除水中溶解状铁,脱除效率取决于铁的种类,Fe2十和Fe3+可以十分有效的被强酸阳树脂吸附,但当进水中的含量超过0. 05 X 10-6时,会污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用。胶体或有机物一铁复合物通常完全不能被离子交换所吸附,仍残留在离子交换出水中,其颗粒的大小、离子交换运行流速和离子交换床层深度决定了它们能否被树脂本身过滤掉。当处理亚铁含量高的水源时,必须关注铁污堵,添加焦亚硫酸钠可以防止树脂受铁的污染。

  (2)絮凝。在线絮凝可以脱除亚铁。

  (3)阻垢剂。一些阻垢剂对防止F。污棘效,最大允许Fe含量因阻垢剂成分的不同而不同。

  (4)先氧化后介质过滤,经过氧化反应和紧接的过滤可以除去铁和锰。为了提高脱除效率,常常采用高锰酸钾或Cl02氧化二价锰。

  1)充气。利用空气可以将溶解态铁转化成难溶性铁,但当水中含有高浓度的二氧化碳时,会形成非常微小的胶体状铁沉淀,过滤脱除十分困难。

  2)加氯处理。次氯酸钠或漂白粉投加到进水中用于将Fe2+氧化成F e3+,经氧化的进水再通过多介质过滤器将Fe3十过滤掉。

  3)同步氧化过滤。通过电子转移反应,采用能氧化将Fe2+的过滤介质,可以使氧化和过滤同时完成,锰砂就是这类粒状介质。干燥状态时,锰砂为海绿矿石,当其失去氧化能力时,可以用KMn04进行再生。再生后投入运行时,必须充分的冲洗掉KMn04,以防止其对膜的氧化损伤,当水中的Fee十含量小于2mg/L时,可采用这一工艺过程;当水源Fe z+含量高时,KMn04应连续不断的加人到锰砂过滤器进水中,但应注意,必须采用有效防范措施,确保KMn04不会接触到膜面上,例如可以在锰砂过滤器之后安装活性炭过滤器。

  4)氧化一MF/UF过滤。经过氧化形成的铁和锰颗粒可以经过MF/UF除去。当不在原水中投加絮凝剂和阻垢剂时,一般允许进水中铁、锰和铝的指标。

  (四)曝气一石灰处理:

  在我国东北地区地下水因碱度高,铁和锰的含量以及硬度、总溶解固体均超过饮用水标准。

  石灰溶液投加在混合池中,采用一级跌水曝气(跌水高度1. 0m) o絮凝采用网格絮凝池,絮凝时间为20min。沉淀采用斜管沉淀池,水在斜管内上升流速为2m/s,滤池流速为7m/h。根据试验和实践运行结果,铁、锰以及硬度、溶解固体的含量随着pH值提高而降低;基本情况可参考在中等碱度的水中,铁与pH值的函数关系,见图2-43. FeCO3在pH8. 3时及Fe (OH) 2在pH10. 2时溶解度最低;对于MnCO3与Mn (OH)2,溶解度在pH为9.2与11.5左右时最低。

  采用曝气一石灰处理后水质变化,运行中在石灰溶液投加后pH值调整在9.7左右,经曝气后投加助凝剂0. 3~0. 5mg /L的聚丙烯酞胺。在高pH条件下,聚丙烯酞胺的助凝效果最好,生成的絮状物颗粒大,沉淀效果好,减轻了滤池的负荷。

反渗透进水要求有哪几种?.doc
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