CN107129074A - 一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、使用曝气装置将地下水进行曝气氧化；S2、向氧化后的地下水中添加复配混凝剂，进入絮凝装置后，再进入固液分离装置。本发明开创性地采用曝气氧化结合三氯化铁复配氢氧化钙作为混凝剂的方法，从而实现同步去除地下水中溶解性硅酸盐、铁、锰等污染物，同时保证出水浊度和pH值达到饮用水水质标准的要求。有效解决了常规方法难以同步高效去除地下水中溶解性硅酸盐、铁、锰等污染物的问题，简便易行，经济实用。

Description

一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法
技术领域
本发明涉及一种饮用水的处理方法，具体涉及一种同步去除地下水中硅、 铁、锰等污染物的方法。
背景技术
随着对生活饮用水水质要求的不断提升，水中溶解性硅酸盐、铁、锰等元 素的去除正引起重视。
研究表明，硅元素摄入长期过量时，肾组织中含硅量明显增高，易导致局 灶性肾小球肾炎；还有可能在泌尿系统堆积，诱发尿路结石；且易在管道、厨 房等处形成白斑，影响用水质量和用水感受。而铁元素摄入过量时，在体内大 量累积，会导致糖尿病和各种皮肤病甚至心脏病的发生。锰元素摄入过量时， 易引发佝偻病、中枢神经系统和呼吸系统方面的疾病。当水中铁锰过量时，易 在洗涤衣物上产生锈色斑点，在卫生用具以及与水接触的墙壁和地板上，着上 黄褐色斑点，甚至影响产品质量。因此，地下水中的硅、铁、锰等元素的浓度 控制应引起重视。
目前，水中硅的去除方法主要有化学混凝除硅、离子交换除硅和超滤膜法 除硅等。铁和锰的去除方法主要有氧化法、吸附法、化学混凝法、超滤膜法和 生物滤池法。
对于地下水中硅、铁、锰等污染物浓度均较高的情况，需针对地下水中硅、 铁和锰等污染物的含量进行有必要的同步去除。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种同步去除地下水中硅、 铁、锰等污染物的方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，包括以下步骤：
S1、使用曝气装置曝气氧化地下水；
S2、向氧化后的地下水中添加复配混凝剂，进入絮凝装置后，再进入固液 分离装置。
上述步骤S1中的曝气装置为机械曝气、鼓风曝气、射流曝气、表面曝气中 的至少一种。
上述步骤S1中曝气的气水比为15:1～20:1，曝气氧化时间为30～60min，曝 气结束后水中溶解氧含量高于6mg/L，使得水中的铁、锰等充分氧化。
上述步骤S2中的复配混凝剂的重量百分比组份为：三氯化铁8.1％～11.7％， 氢氧化钙88.3％～91.9％。
进一步的，上述步骤S2中的复配混凝剂的重量百分比组份为：三氯化铁 9.8％，氢氧化钙90.2％。
上述步骤S2中的复配混凝剂为水溶液。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，不需要改变 原水处理流程，不需要增设大型水处理构筑物，简便易行，材料价值低，经济 实用，既可用于新建水厂，也可以用于已建水厂，可在获得显著的社会和经济 效益的同时，有效降低饮用水中溶解性硅酸盐、铁和锰的出水浓度，既保证了 地下水中溶解性硅酸盐、铁、锰等污染物较高的去除率，同时保证出水浊度和 pH，及其可能会产生的健康风险。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，包括以下步骤：
S1、使用曝气装置曝气氧化地下水，气水比为15:1～20:1，曝气氧化时间为 30～60min，曝气结束后水中溶解氧含量高于6mg/L；
S2、向氧化后的地下水中添加复配混凝剂，进入絮凝装置后，再进入固液 分离装置。
复配混凝剂的制备：将重量百分比分别为8.1％～11.7％的三氯化铁、 88.3％～91.9％的氢氧化钙，混合粉碎后制成水溶液。
实施例1：
按下述步骤进行操作处理某地地下水，原水进入曝气装置中，气水比为15:1， 曝气30min后，取水样1.0L于混凝试验杯中，并向混凝剂管中加入590mg/L的 氢氧化钙和57mg/L的三氯化铁复配混凝剂，快速搅拌30s，慢速搅拌15min， 静置沉降30min，再经滤纸过滤，取上清液测定各项水质指标，同时测定原水水 质，结果如下表一所示：
表一：实施例1对某地地下水的处理实验结果
实施例2：
按下述步骤进行操作处理某地地下水，原水进入曝气装置中，气水比为15:1， 曝气45min后，取水样1.0L于混凝试验杯中，并向混凝剂管中加入610mg/L的 氢氧化钙和61mg/L的三氯化铁复配混凝剂，快速搅拌30s，慢速搅拌15min， 静置沉降30min，再经滤纸过滤，取上清液测定各项水质指标，同时测定原水水 质，结果如表二所示：
表二：实施例2对某地地下水的处理实验结果
实施例3：
按下述步骤进行操作处理某地地下水，原水进入曝气装置中，气水比为15:1， 曝气60min后，取水样1.0L于混凝试验杯中，并向混凝剂管中加入630mg/L的 氢氧化钙和65mg/L的三氯化铁复配混凝剂，快速搅拌30s，慢速搅拌15min， 静置沉降30min，再经滤纸过滤，取上清液测定各项水质指标，同时测定原水水 质，结果如表三所示：
表三：实施例3对某地地下水的处理实验结果
由实施例1-3的试验结果结合本发明的原理：
采用曝气+三氯化铁的方法同步去除硅、铁和锰时，由于三氯化铁投加量的 增加，水样的pH值逐渐降低，此时水中的硅主要以H2SiO4形态存在，对硅的 去除产生了不利影响，同时pH的降低也严重影响了铁和锰的氧化及去除。
采用曝气+氢氧化钙的方法同步去除硅、铁和锰时，该方法对水中的硅、铁、 锰和浊度均有较好的去除效果。二氧化硅浓度逐渐减小的原因：一方面是随着 氢氧化钙的投加量的增加，水样的pH值逐渐增加，使其中的硅大部分以SiO3 2-及HSiO4 -形式存在，易与氢氧化钙发生反应；另一方面，在该过程中发生如下 反应：Ca(OH)2+SiO3 2-→CaSiO3+2OH-，大量或过量的氢氧化钙固体可以保证溶 液的氢氧化钙的浓度处于该温度下的饱和溶解度，维持反应向右进行并最终达 到平衡。而投加氢氧化钙后，水体呈碱性(pH>11)，有效地加快了Fe2+和Mn2+的氧化速率，并强化了二者的去除。但是，采用曝气+氢氧化钙方法后出水pH 值处于较高水平，超过了《生活饮用水卫生标准》的要求，需进行酸化处理后 才能正常使用。
采用曝气+三氯化铁复配氢氧化钙混凝剂的方法同步去除水中硅、铁和锰。 选取除硅效果较好的C[Ca(OH)2]＝600mg/L，复配不同浓度的三氯化铁。随着三 氯化铁复配量的增加，出水pH呈现不断下降的趋势，当三氯化铁复配量达到 22.4mg/L时，出水pH值为8.5，满足《生活饮用水卫生标准》的要求，同时对 硅、铁和锰的去除率高于不复配三氯化铁时的情况。
本发明与常规工艺的效果比较如下表四所示：
表四：本发明与常规工艺的效果比较
当采用常规方法时，在保证出水pH和出水浊度的情况下难以兼顾水中溶解 性硅酸盐、铁、锰等污染物的去除。而采用本发明曝气+复配混凝剂时，可以较 好的弥补现有技术的不足。
综上，采用本发明曝气+复配混凝剂可取得较高的溶解性硅酸盐、铁、锰等 污染物的去除率，同时保证出水浊度和pH，有效降低其对人体的健康风险。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人 员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变 换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用曝气装置曝气氧化地下水；
S2、向氧化后的地下水中添加复配混凝剂，进入絮凝装置后，再进入固液分离装置。
2.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，所述步骤S1中的曝气装置为机械曝气、鼓风曝气、射流曝气、表面曝气中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，所述步骤S1中曝气的气水比为15:1～20:1，曝气氧化时间为30～60min，曝气结束后水中溶解氧含量高于6mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，所述步骤S2中的复配混凝剂的重量百分比组份为：三氯化铁8.1％～11.7％，氢氧化钙88.3％～91.9％。
5.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，所述步骤S2中的复配混凝剂的重量百分比组份为：三氯化铁9.8％，氢氧化钙90.2％。
6.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中硅、铁、锰等污染物的方法，其特征在于，所述步骤S2中的复配混凝剂为水溶液。
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