次氯酸钠预氧化—超滤组合工艺处理铁锰共存水研究

魏晨+赵坤+彭世琥

摘要：铁锰元素具有相似的化学性质，在处理超标的铁锰水原水时，Fe2+、Mn2+往往同时存在，需要将它们同时去除。本章主要研究将化学预氧化与超滤工艺联用，在现有条件下将水中超标的Fe2+、Mn2+同时有效地除去，且不产生二次污染。基于传统氧化工艺条件下，采用次氯酸钠作为氧化剂，并结合超滤工艺，探讨预氧化-超滤组合工艺对含有Fe2+、Mn2+的共存水的去除效果。

关键词：铁锰共存水；次氯酸钠预氧化；超滤；组合工艺

中图分类号：X524文献标识码：A

铁锰超标就会给人体带来许多危害。铁摄入过多会增加传染病感染的风险，锰过量会给人体带来巨大的危害，造成神经系统、呼吸系统和消化系统等相应器官的病变[1]，含铁锰水的常规处理方法有自然氧化法、接触氧化法、生物法、药剂氧化法，而超滤技术在新一代膜技术中运用广泛，逐渐成为国内外各个水厂的主要选择。研究表明，超滤技术几乎能全部去除颗粒物、悬浮物、胶体、细菌等，不仅出水水质稳定还减少了水质的二次污染[2][3]。

1材料与方法

1.1实验装置

试验装置为内压式中空纤维超滤膜。

1.2水质指标测定

主要指标为Fe、Mn。采用邻菲罗啉分光光度法和甲醛分光光度法测定。

1.2实验方法与实验流程

在水样中投加一定量的化学氧化剂，氧化一段时间后再加入一定量混凝剂进行混凝沉淀，最后将氧化沉淀后的水样通过45μm的滤膜，检测过滤膜后水中的Fe2+、Mn2+残余量。实验流程见图2：

2结果与讨论

2.1设计进水水质

含铁、锰共存水进水水质检测如表1所示。

表1铁、锰共存水进水水质

2.2次氯酸钠-超滤组合工艺对铁锰共存水的去除效果

当不投加氧化剂直接本试验主要考察在超滤工艺前后，单独投加次氯酸钠对Fe2+、Mn2+的去除效果，原水中Mn2+浓度为0.25 mg/L，Fe2+浓度为0.75 mg/L，在室温条件下，投加次氯酸钠为氧化剂，并投加一定量的混凝剂（Al2（SO4）3·18H2O），氧化剂和混凝剂的比控制在1：80，氧化时间为4min，调节pH为8.0左右，次氯酸钠投加量分别为：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。

超滤时，水中的铁锰去除效果不佳；Fe2+含量有所下降主要是因为Fe2+很容易被空气中的氧气氧化，氧化后的Fe2+呈含Fe3+的矾花，这也表明，直接超滤对溶液中的二价锰去除效果不佳，但却对三价铁有截留的效果。隨着氧化剂次氯酸钠的投加，溶液中的二价铁含量急剧减少，Mn2+含量减少的较为缓慢，这主要是因为Fe2+比Mn2+更容易被氧化，当氧化剂次氯酸钠投加量较少时，次氯酸钠会先与Fe2+反应，当次氯酸钠投加量为0.3 mg/L时检测得出水Fe2+浓度为0.051 mg/L，继续投加氧化剂次氯酸钠，可以看出二价锰的浓度呈直线下降，Fe2+的去除率减少较之前缓慢。当次氯酸钠投加量为1mg/L时，出水的Mn2+浓度为0.073 mg/L。因此，通过上述实验可以得出，当Fe2+、Mn2+同时存在时，氧化剂次氯酸钠的氧化顺序是先铁后锰，次氯酸钠投加量为0.3 mg/L和1 mg/L时对Fe2+和Mn2+的去除趋于稳定，能将原水中Fe2+、Mn2+含量同时降至满足国家标准。

3结论

通过预氧化处理工艺和超滤处理工艺进行组合，进行了次氯酸钠-超滤组合工艺处理铁锰共存水试验，主要研究结论如下：

a） 次氯酸钠投加量为0.3 mg/L，能将原水中Fe2+含量降至0.051 mg/L，去除率为93.2%；次氯酸钠投加量为1 mg/L，能将原水中Mn2+含量降至0.073 mg/L，去除率为70.8%；当Fe2+、Mn2+同时存在时，氧化剂次氯酸钠的氧化顺序是先铁后锰，能将原水中Fe2+、Mn2+含量同时降至满足国家标准。

b） 将次氯酸钠预氧化处理工艺和超滤处理工艺结合处理铁锰共存水，明显加强了除铁的效果，对锰的去除也有一定的提升作用，无疑是对工艺良好的补充。

参考文献：

[1]张吉库，傅金祥，周华斌，等.地下水除铁除锰技术与发展趋势[J].沈阳建筑大学学报自然科学版，2003，19（3）：212-214.

[2]栾岚，詹健，贾俊松.地下水除铁除锰技术的分析及其发展方向初探[J].江西化工，2006（1）：40-42.

[3]朱秀芹，李灿波.地下水除铁除锰技术发展历程及展望[J].黑龙江水利科技，2008，36（6）：121-122.endprint