錳砂濾料使用-除錳理論與工藝
除錳理論與工藝
錳常見的化合價有十2,+4,+6,+7四種價位,其中十6價和十7價錳在天然水中一般不穩定,實際中可以認為不存在。+2價錳溶于水是要去除的主要對象,十4價錳則常以固體物質MnO2及水合物的懸浮粒子形式存在于水中,其溶解度甚低,不足為害。錳比鐵去除難得多,Fe2+在 pH>7.0的情況下就能夠迅速氧化為Fe3+,而水中二價錳則需在PH>9.5時,才能比較迅速地氧化為MnO2析出。地下水的PH值一般在7.5以下,必須加以適宜條件,反應才能進行。錳砂濾料
(1)、 接觸氧化除錳
接觸氧化除錳工藝流程比較簡單,原水經簡單曝氣之后進入除錳濾池,在錳砂濾料表面的錳質活性濾膜的作用下,Mn2十被水中的溶解氧氧化為MnO2,并吸附在濾料表面,使濾膜得到更新,該過程也是自催化反應。
關于錳質活性濾膜的組成有幾種不同的觀點,李圭白認為接觸催化物為MnO2,其反應式為:2Mn2+ +(X-1)O2 + 4OH- = 2MnOX·zH2O+2(l—z)H2O范懋功[6]經過紅外光譜測定認為接觸氧化物應該是Mn3O4。還有一種觀點則認為活性濾膜是一種待定復合物,可用MnxFeOz·xH2O表達,其結構為六方晶系。
接觸氧化除錳與接觸氧化除鐵的工藝非常類似,都是簡單曝氣后直接過濾,水力停留時間短。但由于鐵錳性質略有不同,因而影響因素也有所不同。前已述及,鐵的氧化還原電位比錳低,二價錳較難被氧化成四價錳,所以其濾速比除鐵濾速低,一般為8~10 m/h。而且二價鐵對四價錳成為還原劑,大大阻礙二價錳的氧化:2Fe2+ + MnO2 + 2H2O = 2Fe3+ + Mn2+ + 4OH- 錳的去除遠較鐵為困難,鐵錳共存時,鐵對錳的去除有干擾。在濾層中,要先完成對鐵的去除,才能開始除錳,李圭白認為要獲得穩定的除錳效果,Fe2+的界限質量濃度約為2 mg/L。
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