锰砂滤床—超滤组合工艺净化含锰地表水研究

曾庆仕 耿安朝

摘 要：采用锰砂滤床-超滤组合工艺，对锰浓度超标水库水进行不同工况下工艺除锰效果研究。实验结果表明，锰浓度随接触反应时间的增加而下降，随锰砂投加量的增加而下降，达到除锰效果，为饮用水除锰提供了一条新途径。

关键词：地表水；除锰；接触氧化；超滤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.005

0 引言

由于传统工艺在饮用水处理中存在诸多弊端，超滤技术作为一种新型高效的深度水处理技术应运而生，能有效去除水中的胶体、微粒等，在水处理技术中得到越来越广泛的应用[1]。但是超滤技术对于一些小分子溶解性无机物，如Mn2+则难以截留去除，必须联用一些除锰预处理工艺[2]。接触氧化法是李圭白[3]等人研究成功的地下水除锰方法，接触氧化法除锰的机理主要是利用对地下水的充分曝气及滤料的催化作用，将锰离子氧化成氧化物并以沉淀形式附着到滤料表面上，形成锰质活性滤膜以达到去除锰的目的 。

1 实验

1.1 实验装置和方法

主要装置由两大部分组成，即锰砂滤柱和超滤设备。滤柱由一根有机玻璃柱（高0.8米，直径20cm）构成，由上而下依次填料为细锰砂（粒径0.6～1.2mm，MnO2 含量为35%），细卵石（粒径1～2cm），原水锰浓度为0.6～1.2mg/L。将天然河水抽入配水箱，按所需浓度配好实验用水后，用潜水泵抽入原水水箱作为实验用水，再经锰砂滤柱后进入超滤设备，超滤出水储存在清水箱中，清水箱过量出水溢流入排水沟。

接触时间通过调节滤速大小控制，旋转式超滤设备运行方式采用循环出水，接触反应时间分别调节为5 min、8min、11 min、14 min、17min、20min六种不同工况运行，研究不同接触反应时间下锰砂滤柱的除锰效果，滤柱出水再经出水口流入超滤设备膜腔内，利用超滤膜的高效截留水中其他悬浮小颗粒物，使出水浊度满足国家生活饮用水标准。分别调节配水中Mn2+的含量为1.2mg/L、2.4mg/L，考察在不同Mn2+初始浓度条件下组合工艺除锰效果。

2 结果与讨论

2.1 锰砂接触反应时间对锰去除效果的影响

在Mn2+初始浓度为1.8mg/L时，考察接触时间分别为5min、8min、11min、14min、17min、20min对锰砂去除Mn2+效果影响如图1所示。

由图1可以看出，在初始浓度1.8mg/L条件下，设备出水锰含量随接触反应时间的增加而下降，随滤速的增加而增加，在反应开始的前8min内，浓度下降速度较快；从11min后，锰浓度下降趋势平缓，在接触反应时间>14min时对锰的去除效果基本不变。

2.2 初始浓度对锰的去除效果影响

水样初始Mn2+浓度为1.2mg/L、2.4mg/L为研究对象，考察锰砂去除Mn2+效果影响如图2所示。

由图2可以看出，在Mn2+初始浓度为1.2mg/L条件下，在接触反应时间≥9min时设备出水锰的浓度降低到饮用水标准<0.1mg/L以下。初始浓度为2.4mg/L条件下，在接触反应时间>25min时对锰的去除效果基本不变，在接触反应时间为25min时，设备出水浓度为0.084mg/L，达到国家饮用水卫生标准对锰的要求。

3 結论

通过对锰砂滤床-超滤组合工艺除锰效果系统研究，得出以下结论：组合工艺净化出水中锰浓度随接触反应时间的增加（滤速的减小）而下降，在相同反应时间下，随锰砂投加量的增加而下降。出水水质满足《国家饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求，出水锰的浓度<0.1mg/L。

参考文献：

[1]徐跃卫，董一华等.超滤技术及其在水处理中的应用[J].山西建筑，2017（07）：143-144.

[2]崔淑霞.超滤技术在饮用水深度处理上的应用[J].中国农村水利水电，2009（02）：61-62.

[3]李圭白，刘超.地下水除铁除锰[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

作者简介：曾庆仕（1991-），男，江西吉安人，硕士研究生，研究方向：水文学与水资源管理。