文章摘要：
Questions In Study
on Removing Iron and Manganese from Groundwater and Development of
Methods
Abstract：Methods for removing iron and manganese from
groundwater and development thereof are presented，with ......
O。新鲜的滤膜具有很强的催化活性，随着时间的增长，滤膜老化脱水活性也逐渐降低，滤膜最终老化生成FeOOH便丧失催化活性。而高井雄［3］则认为，在除铁滤池中自然形成的羟基化铁（FeOOH）的羟基表面起接触催化作用。羟基氧化铁不是以FeOOH所示的简单分子形式存在的，它是铁原子、氧原子和固体内氢原子三者相结合的巨大无机分子。
1.3
生物氧化除铁
在除铁的研究实践中，有人在除铁滤池中检测到了铁细菌的存在，并发现生物在铁的去除过程中起很大作用，提出了生物除铁的观点。Pierre
Mouchet［4］在低含铁量（0.75～1.1
mg／L）和低含铁量（0～0.7mg／L）的情况下发现生物在除铁过程中有很大的作用，认为生物是铁去除的主要原因。Catherine
V.Tremblay［5］也在低溶解氧含量下发现生物除铁作用的存在。
但是笔者在洞庭湖区的试验发现，生物在除铁中的作用很小。试验采用两个内径188m
m的有机玻璃滤柱，滤砂均为刚投入运行的新石英砂。其中一个滤柱每天用1％的HgCI2溶液浸泡滤层1～2h，另一个为对比柱。滤速为
6 m／h，进水溶解氧大于6mg／L，进水pH6.5，进水总铁的质量浓度大于15
mg／L。试验结果如图1。试验发现两者处理效果基本相同，运行不到十天两个滤柱出水含铁量已经完全达标，说明高含铁量地下水中，生物作用对于铁的去除几乎没有影响。
2 除锰理论与工艺
锰常见的化合价有十2，＋4，＋6，＋7四种价位，其中十6价和十7价锰在天然水中一般不稳定，实际中可以认为不存在。＋2价锰溶于水是要去除的主要对象，十4价锰则常以固体物质MnO2及水合物的悬浮粒子形式存在于水中，其溶解度甚低，不足为害。锰比铁去除难得多，Fe2+在
pH＞7.0的情况下就能够迅速氧化为Fe3+，而水中二价锰则需在PH＞9.5时，才能比较迅速地氧化为MnO2析出。地下水的PH值一般在7.5以下，必须加以适宜条件，反应才能进行。
2.1
接触氧化除锰
接触氧化除锰工艺流程比较简单，原水经简单曝气之后进入除锰滤池，在滤料表面的锰质活性滤膜的作用下，Mn2十被水中的溶解氧氧化为MnO2，并吸附在滤料表面，使滤膜得到更新，该过程也是自催化反应。
关于锰质活性滤膜的组成有几种不同的观点，李圭白认为接触催化物为MnO2，其反应式为：
2Mn2+ ＋（X-1）O2 ＋ 4OH- ＝
2MnOX·zH2O＋2（l—z）H2O
范懋功［6］经过红外光谱测定认为接触氧化物应该是Mn3O4。还有一种观点则认为活性滤膜是一种待定复合物，可用MnxFeOz·xH2O表达，其结构为六方晶系。
接触氧化除锰与接触氧化除铁的工艺非常类似，都是简单曝气后直接过滤，水力停留时间短。但由于铁锰性质略有不同，因而影响因素也有所不同。前已述及，铁的氧化还原电位比锰低，二价锰较难被氧化成四价锰，所以其滤速比除铁滤速低，一般为8～10
m／h。而且二价铁对四价锰成为还原剂，大大阻碍二价锰的氧化：
2Fe2+ ＋ MnO2 ＋ 2H2O ＝
2Fe3+ ＋ Mn2+ ＋ 4OH-
锰的去除远较铁为困难，铁锰共存时，铁对锰的去除有干扰。在滤层中，要先完成对铁的去除，才能开始除锰，李圭白认为要获得稳定的除锰效果，Fe2+的界限质量浓度约为2
mg／L。
2.2
生物氧化除锰
生物除锰是国内外近年来提出的除锰理论，该观点认为除锰滤池中锰的去除主要是滤层中铁细菌生物作用的结果，而不是传统除锰理论所讲的，锰是锰质活性滤膜的化学催化作用去除的。而生物除锰理论还认为，黑砂表层的锰质活性滤膜并不仅仅是由锰的化合物所组成，而是锰的化合物和铁细菌的共生体，且活性滤膜是在微生物的诱导作用下形成的。除锰滤池中，微生物氧化原水中的锰获得能量，不断繁殖并附着在滤料表面，同时被氧化的MnO2也沉积在滤料表面，与微生物形成一层“黑膜”，就是接触氧化除锰工艺中的锰质活性滤膜。滤层成熟后，滤膜不断吸附水中的Mn2＋，其中铁细菌利用水中的溶解氧将Mn2＋氧化为MnO2·mH2O并沉积在滤膜的表面，成为滤膜的一部分，使滤膜得到更新。吉林大学鲍志戎［7-8］将成熟的石英砂灭菌以后发现滤层的除锰能力急剧下降，且滤砂表层的黑膜亦逐渐脱落，从而证实生物作用是锰去除的主要原因，而锰质活性滤膜则是微生物作用的结果，在灭菌以后，由于微生物死亡，滤膜不能及时更新，便逐渐老化脱落，最终丧失除锰能力。张杰［9 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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