地下水铁锰钙协同除砷实验研究
Research on Arsenic Removal with the Coordination of Iron, Manganese and Calcium for Groundwater
在含砷地下水中,通常有大量的铁、锰、钙离子共存.铁盐与钙盐是常用的混凝剂与沉淀剂,其中的铁离子与钙离子分别具有混凝和沉淀的作用;锰离子的氧化物对砷也有一定的吸附作用.另一方面,铁、锰、钙离子都是水质控制指标,因此,有效地利用含砷地下水中的铁、锰、钙离子,达到协同除砷的目标,是本研究的目的.本研究模拟地下水成分,利用氧化混凝沉淀法,对比在各种条件下铁锰钙离子的除砷效率及其变化.通过对比预氧化过程,混凝剂的投加,铁锰钙离子之间相互作用的研究,以及实际地下水中离子强度的变化带来的影响等,找出各离子的性质,在除砷中的地位以及它们之间的相互影响.通过研究,得出以下结论:预氧化过程是混凝除砷相当重要的步骤,经过了臭氧或高锰酸钾氧化的水样,砷的去除效率都在80%以上,而仅空气曝气的水样,砷的去除率小于50%.铁离子在氧化混凝除砷过程中有双重作用,一方面与砷离子形成砷酸铁沉降,一方面形成氢氧化铁吸附水中的砷离子.水中铁离子的存在极大地提高了氧化混凝除砷的效率.在铁5mg/L时,氧化混凝法对砷的去除率基本上可以达到90%.水体中的钙离子可以促进水中砷离子的沉淀分离.钙铁离子之间相互作用除砷效率更好.锰离子的主要作用是其氧化物的吸附作用,单独的锰离子对混凝除砷有促进作用,当铁锰共存时,锰离子会促进氢氧化铁的形成,但同时可能会降低砷酸铁的形成率,造成混凝除砷效率略有降低.实际地下水中存在有大量的硫酸根和硝酸根等阴离子,这些离子的存在对混凝剂造成了竞争吸附.因而实际地下水中砷的氧化混凝去除率要略低于实验的理论结果.根据实验研究结果,结合水质条件,提出了氧化混凝沉淀法处理方案和在原过滤设备基础上增加预氧化步骤的改进方案,并进行了技术经济比较.由方案比较可以看出,采用传统氧化混凝法除砷比改进的预氧化过滤除砷在前期投资上稍低一点.后一方案后期运营成本较低,且自动化程度高,容易操作,在农村小型饮用水处理上更容易普及,但水质处理效果还需要进一步检验.
- 作者：
- 王小立
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 市政工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 黄显怀
- 中图分类号：
- TU991.2
- 关键词：
- 地下水；砷去除率；混凝沉淀；预氧化
- groundwater；arsenic removal；coagulation sedimentation；pre- oxidation