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水厂除锰工艺优化研究

清洗世界 2024年第1期40卷 46-48页

作者：王亮绍兴市上虞区供水有限公司浙江绍兴312300

绍兴市上虞区T水厂于2010年建成投产,以水库水为水源,设计供水能力2万m^(3)/d,采用常规净水工艺。近年来,水库原水在秋冬季节出现季节性锰超标,水厂通过投加高锰酸钾复合盐,控制出厂水锰符合国标要求,但出厂水中残留的Mn^(2+)仍造成比... 详细信息

绍兴市上虞区T水厂于2010年建成投产,以水库水为水源,设计供水能力2万m^(3)/d,采用常规净水工艺。近年来,水库原水在秋冬季节出现季节性锰超标,水厂通过投加高锰酸钾复合盐,控制出厂水锰符合国标要求,但出厂水中残留的Mn^(2+)仍造成比较严重的管网黄水问题。本文分析了T水厂现有除锰工艺,优化了药剂投加,并通过提高滤前水pH值和滤前投加次氯酸钠的方法,强化水厂工艺对Mn^(2+)的去除,使出厂水锰指标稳定控制在0.01 mg/L以内,对抑制管网黄水取得较好的效果。

关键词：黄水滤砂除锰 pH值次氯酸钠

pH对预氧化沸石滤柱启动过程中除锰效率的影响

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环境工程学报 2023年第5期17卷 1476-1486页

作者：白朗明冯亭龙姚利辉杨海洋李圭白梁恒哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090

针对当前接触氧化除锰法启动期较长的问题,采用改性沸石滤料耦合次氯酸钠预氧化辅助滤柱启动,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对滤料进行分析,探究了原水pH对滤柱启动中锰去除... 详细信息

针对当前接触氧化除锰法启动期较长的问题,采用改性沸石滤料耦合次氯酸钠预氧化辅助滤柱启动,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对滤料进行分析,探究了原水pH对滤柱启动中锰去除效率的影响,并对持续运行过程中次氯酸钠的投加量进行了优化,对改性沸石滤料进行静态吸附实验,并在进水pH分别为6.5、7.0、7.5时进行滤柱启动实验。结果表明,改性沸石滤料对Mn^(2+)的吸附符合Langmuir模型与准二级动力学方程,当pH为5.5~8.0时,随pH升高改性沸石滤料对Mn^(2+)的去除率上升。在3种pH条件下,滤柱的锰穿透期分别为5、8和9 d,并分别在第20、16和14天启动成功;次氯酸钠预氧化启动的3种滤柱次氯酸钠最低投加量分别为0.8、0.3与0.2 mg·L^(-1)。SEM与XRD表征结果证实了水钠锰矿在滤料表面的出现;而EDS与XPS结果分别表明,更高的pH会同时带来滤料表面锰元素含量和锰价态的升高。以上研究结果可为地表水水厂中对除锰有利的pH范围及沸石在启动过程中对锰的吸附作用提供参考。

关键词： pH 除锰改性沸石滤料预氧化

通量对膜法除锰工艺净水特性及阻力变化的影响

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中国给水排水 2023年第9期39卷 26-32页

作者：汪锐胡惠秩邵森林湖北大学环境资源学院湖北武汉430062 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

超滤工艺在处理含锰原水时,膜表面会沉积具备催化功能的锰氧化物,形成锰质活性滤饼层,该滤饼层在具备一定催化除锰效果的同时,也带来了严重的膜污染。为了更好地利用锰质活性滤饼层,提升超滤工艺的除锰性能,考察了通量为5、10、15和20 L... 详细信息

超滤工艺在处理含锰原水时,膜表面会沉积具备催化功能的锰氧化物,形成锰质活性滤饼层,该滤饼层在具备一定催化除锰效果的同时,也带来了严重的膜污染。为了更好地利用锰质活性滤饼层,提升超滤工艺的除锰性能,考察了通量为5、10、15和20 L(/m^(2)·h)时超滤系统中活性滤饼层对Mn^(2+)的去除效果及阻力变化趋势。结果表明,在5 L(/m^(2)·h)通量条件下,锰质活性滤饼层既保证了对Mn^(2+)的高效去除,又维持了较低的过滤阻力;而高通量的活性滤饼层的过滤阻力则迅速增长。在对活性滤饼层的组成和形貌进行分析后发现,低通量条件下,滤饼层中锰氧化物的粒径更大,结构也更加疏松,因此维持着低阻力。由于锰氧化物的接触氧化作用,其自身能够形成团块,使滤饼层表现出非均质的结构;与高通量相比,低通量条件下较长的接触时间使该结构更易形成和保持,从而极大地减缓了水力阻力的增加。

关键词：除锰超滤通量膜污染滤饼层结构分散式供水

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钙法提钒废水除锰并制备高纯碳酸锰

化工环保 2022年第3期42卷 293-297页

作者：王晓东张衡彭碧君攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司四川攀枝花617000

采用化学沉淀法脱除钙法提钒废水中的锰同时制备高纯碳酸锰。先将提钒废水pH调至5.5左右再进行除钙处理,当n((NH_(4))_(2)C_(2)O_(4))∶n(Ca_(2+))=0.95时,有效除钙率(实际除钙率/理论除钙率)最高(90.7%)。再向废水中加入碳酸氢铵溶液... 详细信息

采用化学沉淀法脱除钙法提钒废水中的锰同时制备高纯碳酸锰。先将提钒废水pH调至5.5左右再进行除钙处理,当n((NH_(4))_(2)C_(2)O_(4))∶n(Ca_(2+))=0.95时,有效除钙率(实际除钙率/理论除钙率)最高(90.7%)。再向废水中加入碳酸氢铵溶液进行沉淀,并调节废水pH为6.8-7.2,在n(NH_(4)HCO_(3))∶n(Mn^(2+))=1.9、搅拌转速为700 r/min的条件下反应60 min制得碳酸锰。废水中锰去除率达94.5%,制得的碳酸锰产品锰品味(锰的质量分数)达44.2%,其杂质含量达到软磁铁氧体用碳酸锰(HG/T 2836—2011)Ⅱ型一等品的要求,实现了提钒废水中锰的资源化回收。

关键词：钙法提钒含锰废水除锰碳酸锰化学沉淀法

基于天然沸石锰质活性滤料制备及其除锰效能试验研究

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基于天然沸石锰质活性滤料制备及其除锰效能试验研究

作者：李欣沈阳建筑大学

学位级别：硕士

砂滤法除锰是一种常见的除锰工艺。现阶段我国北方地区部分除锰水厂中的滤料需在投入滤池后经过漫长的启动阶段,造成运行初期水厂锰离子严重超标的问题。在滤池外部直接生产出一种已具有一定除锰能力,价格低廉,便于获取的滤料,在水厂运... 详细信息

砂滤法除锰是一种常见的除锰工艺。现阶段我国北方地区部分除锰水厂中的滤料需在投入滤池后经过漫长的启动阶段,造成运行初期水厂锰离子严重超标的问题。在滤池外部直接生产出一种已具有一定除锰能力,价格低廉,便于获取的滤料,在水厂运行初期投入滤池后能够有效提升除锰效果,达到出水标准,具有广泛的研究前景与实际工程意义。本研究采用Mn SO与氧化剂交替浸渍天然沸石的方法制备载锰氧化物沸石,考虑p H,氧化剂浓度,氧化剂种类三个影响因素对沸石载锰量的影响,通过响应曲面试验对载锰氧化物沸石的制备工艺进行优化,并对载锰氧化物沸石进行表征与物化性质分析;利用烧杯实验探究制备完成的载锰氧化物沸石在不同水质条件(亚铁离子浓度,p H,硬度)下的除锰效能;开展动态过滤试验探究载锰氧化物沸石的单独除锰效果与同步除铁锰效果,并研究不同滤速条件下的滤柱启动时间。最终得出以下结论:沸石对Mn吸附类型为可自发进行表面活化能均匀的一种单分子层的吸附,亦为离子交换作用,对Mn吸附性能强于较天然锰砂且远大于石英砂,饱和吸附量为0.5556mg/L,更适合作为基质制备锰质活性滤料。次氯酸钠将二价锰转化为高价锰氧化物的能力最强。3种因素对载锰过程中载锰量的影响程度为:氧化剂种类>p H>氧化剂浓度。载锰氧化物沸石的最佳制备条件为:在20℃,101kpa条件下,采用200mg/L的硫酸锰与0.01mol/L,p H=7.23的次氯酸钠交替浸渍12次,其中单次制备沸石质量为30g。载锰沸石负载一层疏松多孔的锰氧化物的同时生成钠型沸石,有利于Mn在沸石表面的孔道传输,同时有利于沸石颗粒与锰氧化物的结合。锰氧化物主要由Mn O与3价锰氧化物,含6价锰物质共同构成。采用最优制备路线基于天然沸石制备锰质活性滤料有效载锰总量为6.5398mg/g,震荡培养120h内最大脱锰率为0.97%,在基质表面形成的锰氧化物牢固性较强,除锰过程中锰氧化物损耗较小。载锰活性沸石具有同时除铁锰功能;处理单一含锰原水时,对锰离子的去除率较高。去除效果远高于天然沸石滤料,略低于水厂成熟滤料,平均除锰率81.76%。处理铁锰复合原水时,Mn平均去除率降低8.89个百分点。影响锰离子去除率的因素主要有亚铁离子,硬度与p H。载锰沸石适用的最优水质条件为:亚铁浓度为0.15mg/L,p H=7.73,硬度为181.4mg/L;此时锰离子有去除率达到最高值93.29%。载锰沸石在1m/h滤速运行至第8d第一次达标,但随着滤速增加启动时间也随之延长,当滤速为4m/s时难以达标。

关键词：沸石锰氧化物响应曲面柱试验除锰

贫营养条件下生物除铁除锰滤池生态稳定性研究

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环境科学 2010年第1期31卷 99-103页

作者：杨宏熊晓丽段晓东宋立新于萍波李威张杰北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点试验室北京100124

采用将反冲洗排水回流至生物除铁除锰滤池的方式补给滤层细菌数量、回流可利用营养物质.试验从滤池整体除铁除锰效果、微生态特性及优势细菌数量分布3方面考察滤池的生态稳定性.结果表明,在高滤速(10～13.9 m/h)、高锰浓度(3.5～4.5 mg... 详细信息

采用将反冲洗排水回流至生物除铁除锰滤池的方式补给滤层细菌数量、回流可利用营养物质.试验从滤池整体除铁除锰效果、微生态特性及优势细菌数量分布3方面考察滤池的生态稳定性.结果表明,在高滤速(10～13.9 m/h)、高锰浓度(3.5～4.5 mg/L)条件下生物滤池对铁锰的去除率达98.9%以上,滤池具有较强的抗负荷冲击能力.铁、锰氧化细菌为滤层的优势菌群,数量达106数量级,它们既附着在滤料表面上(4.3×106个/mL)形成致密的生物膜,又存在于滤料间(6.5×106个/mL)形成以细菌为主体的悬浮絮体,此絮体对铁锰的彻底去除至关重要.经过近5年的连续运行,在不投加营养盐的前提下生物滤池实现了稳定运行,保持了高除铁除锰效率.

关键词：贫营养反冲洗排水回流生态稳定生物滤池除锰

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高锰酸钾沉淀除锰试验研究

北京工业大学学报 2007年第6期33卷 613-616页

作者：杨宏尹瑞朱梅黄春雷张杰北京工业大学建筑工程学院北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100022 北华大学化学与生物科学学院吉林吉林市132013

试验采用混凝杯罐试验,人工配制含Mn原水,分别投加混凝剂和不同量的KMnO_4,并改变KMnO_4的投加时间,经过不同混凝条件的混凝沉淀后测定上清液中的Mn的质量浓度．结果表明,在适当的投加时间下, KMnO_4投加量为理论值的80%～100%时对Mn的... 详细信息

试验采用混凝杯罐试验,人工配制含Mn原水,分别投加混凝剂和不同量的KMnO_4,并改变KMnO_4的投加时间,经过不同混凝条件的混凝沉淀后测定上清液中的Mn的质量浓度．结果表明,在适当的投加时间下, KMnO_4投加量为理论值的80%～100%时对Mn的去除率达到90．6%～99．0%;原水中存在的天然有机物对KMnoO_4除Mn的效果有一定的影响．

关键词：高锰酸钾混凝除锰

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生物除铁除锰滤池对砷(Ⅲ)的去除效果

哈尔滨工业大学学报 2010年第6期42卷 873-875页

作者：刘晓天李冬曾辉平张杰哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 北京工业大学水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

采用人工配制的含有As(Ⅲ)30～200μg/L,Fe2+0.5～1.50mg/L,Mn2+0.6～2.0mg/L的原水,通过已经培养成熟的生物除铁除锰滤柱进行过滤实验,分别考察了3、4、5m/h滤速条件下砷的去除效果.结果表明:在原水中砷质量浓度低于200μg/L的情况下,... 详细信息

采用人工配制的含有As(Ⅲ)30～200μg/L,Fe2+0.5～1.50mg/L,Mn2+0.6～2.0mg/L的原水,通过已经培养成熟的生物除铁除锰滤柱进行过滤实验,分别考察了3、4、5m/h滤速条件下砷的去除效果.结果表明:在原水中砷质量浓度低于200μg/L的情况下,生物除铁除锰滤池的铁锰去除能力基本不受砷的影响,并且砷的去除效果明显,去除率在95%以上.经过滤柱分层取水实验,发现砷的去除集中在0～660mm的滤层厚度.在反冲洗后,短时期内砷和铁有超标的现象.

关键词：生物滤池砷除铁除锰

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饮用水除铁除锰原理与技术进展

西安文理学院学报（自然科学版） 2023年第3期26卷 81-87页

作者：马雪雨伍昌年薛莉娉朱长银朱波安徽建筑大学环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室合肥230601 合肥供水集团有限公司合肥230001

分析了接触氧化除铁除锰的机理,接触氧化除铁符合一级化学氧化反应动力学规律,以化学氧化反应为主;接触氧化除锰是化学氧化和生物氧化共同作用的结果,其贡献大小还需实验进一步证实.对于缩短滤池成熟期方面,由于对除锰机理的认识存在差... 详细信息

分析了接触氧化除铁除锰的机理,接触氧化除铁符合一级化学氧化反应动力学规律,以化学氧化反应为主;接触氧化除锰是化学氧化和生物氧化共同作用的结果,其贡献大小还需实验进一步证实.对于缩短滤池成熟期方面,由于对除锰机理的认识存在差异,采用的方法也截然不同;对于接触氧化除锰,高铁条件下不利于锰质活性滤膜的形成,滤池成熟期延长,除锰效果减弱;高pH、DO(溶解氧)条件下,滤池成熟期缩短,对锰的去除效果较好;对于生物氧化除锰,进行适当的反冲洗、接种成熟的滤砂或接种特定细菌物种,都可使滤池成熟期缩短,除锰效果较好.阐述强氧化剂氧化混凝沉淀除锰原理与技术,对地下水除锰具有较好的效果;分析除锰机理,对后续除铁除锰技术的发展进行展望并提供依据.

关键词：除锰除铁接触氧化法生物法成熟期