2.9 原水除铁和锰的技术
进水中含有较多的铁、锰时会引起电渗析器中阳膜中毒,铁、锰氢氧化物沉淀会堵塞阴膜孔道,也能堵塞反渗透膜、纳滤膜等膜孔道,使透水率降低。有资料说进水中含铁量大于1.0mg/L时,在电渗析器阴膜上就出现褐色黏泥层,长期运行会使电渗析器失效。一般地下水含有较多的铁、锰,应注意除去。
原水中铁、锰可用混凝沉淀法、离子交换法、曝气氧化法、氯氧化法、接触氧化法及铁细菌除铁法去除。
2.9.1 混凝沉淀法
在18℃时,氢氧化铁、氢氧化亚铁溶度积分别为3.5×10-38和1.0×10-15,氢氧化锰的溶度积为4.5×10-13,因此可通过调节水体pH值除去。在原水化学软化时,铁、锰与钙、镁一起被沉淀。
2.9.2 曝气氧化法
将含铁地下水提取到地面,通过曝气装置使其与空气充分接触,空气中的氧溶解于水中将水中的Fe2+氧化成Fe3+,并水解生成Fe(OH)3沉淀,其反应如下。
生成的Fe(OH)3还可与水中的悬浮物发生吸附、架桥和絮凝作用。曝气后的水经过滤就可除去铁和悬浮物。曝气方式有水射器曝气、压缩空气机充气曝气、喷淋式曝气、曝气塔曝气等。
曝气法除铁效果影响因素有pH值、温度、铁离子含量、硅酸含量及有机物含量。一般升高温度、升高pH值(pH值大于7)、铁离子含量高、硅酸和有机物含量少,越有利于曝气氧化除铁反应进行。
2.9.3 氯氧化法
用氯气氧化水中亚铁离子使其生成Fe(OH)3沉淀:
2.9.4 接触氧化法
锰砂主要成分是MnO2,它是亚铁氧化成三价铁的优良催化剂。以天然锰砂为滤料,原水曝气后,立即进入锰砂滤池,过滤池过滤的同时,发生催化氧化反应,生成Fe(OH)3沉淀,被滤池截留:
因此锰滤池兼有催化与过滤作用。
2.9.5 铁细菌除铁法
筛选铁细菌经驯化培养投入原水贮水池中,在砂池过滤除悬浮体的同时,铁细菌被截留在滤池表面繁殖,在原水过滤的同时,水中亚铁离子被铁细菌氧化成Fe3+,Fe3+立即水解,生成的Fe(OH)3沉淀被滤池截留。
采用的铁细菌有发式纤毛细菌、褐色纤毛细菌、嘉式铁柄杆菌、多孢铁细菌等。