二氧化氯—锰砂联合处理含锰地下水的试验

地下水是水资源的重要组成部分,因其分布广、水量稳定、水质好且不易受到污染,是农业灌溉、生活和生产用水的重要水源之一。然而当地下水中含有的铁、锰离子过量时,将会给人们的生产和生活带来诸多的不便甚至是危害。地下水中铁、锰的含量由于区域性地质沉积环境的差异而有很大的不同。其中有一种典型的地下水-低铁高锰地下水,它和一般的地下水的不同之处就在于水中铁的含量符合卫生标准(≤0.3mg/L),而锰的含量却远远超标。相比之下,该类型的地下水处理起来较为复杂,需找出更有效、更经济的处理方法。强氧化剂氧化法近年来由于其高效、及时、快速、彻底去除靶污染物的优点已在欧洲许多大城市普遍使用,而二氧化氯作为强氧化剂也被广泛应用于饮用水预氧化和消毒过程。 针对低铁高锰地下水的水质特点,本试验采用二氧化氯+锰砂过滤的工艺。本试验主要考察C102对水中Mn2+的去除效果及其影响因素,同时对C102预氧化除锰过程中副产物亚氯酸根的产生及控制进行了研究。试验结果表明：当原水锰离子质量浓度为3.5mg/L时,二氧化氯更佳投加量为5mg/L,更佳pH为6.5-8.0,更佳滤速为8m/h,此时Mn2+的去除率更高,可达92.8%；对于低铁高锰水,铁的存在对锰的去除有一定的促进作用,铁的初始浓度越高,锰的去除量越大,当[Fe2+]从0.05mg/L升高到0.3mg/L,锰的去除率提高近20%。 此外,如果合理控制水的pH值,可充分发挥二氧化氯及其中间产物亚氯酸根的氧化效能,一方面减少副产物亚氯酸根的残留浓度,另一方面可大大减少二氧化氯的实际投加量。试验表明当pH值大于6.9时,只需[ClO2]/[Mn2+]=0.5,即可有效将水中的锰离子降到0.1mg/L以下,此时亚氯酸根能充分发挥其氧化的效能,更大量地减少了亚氯酸根的累积。结合以上除锰效果更好的pH值范围,确定试验整体更佳pH值范围为6.9-8.0。 对于低水平含锰地下水的处理本课题也做了相应的研究。

结果表明,通过锰砂过滤水中微量锰离子的去除率达到86.5%,其出水浓度远低于GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中的限值；在控制滤速为12m/h条件下,锰砂滤柱连续运行对水中锰离子有稳定的去除效果；在消毒剂使用方而,氯胺氧化能力比液氯弱,可避免氯消毒导致的用户水中出现以二氧化锰为主的黑色/黑褐色沉淀物,并且当m(Cl2)：m(N)=4：1时消毒效果更好。