负锰滤料去除地下水中锰的影响因素研究

第３４卷第６期Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．６２０１３青岛理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ负锰滤料去除地下水中锰的影响因素研究张旭１，李鹏２，李金成１（１．青岛理工大学环境与市政工程学院，青岛２６６０３３；２．机械工业第六设计研究院有限公司，郑州４５０００７）摘要：通过锥形瓶静态实验，研究不同参数下负锰滤料对水中锰（Ｍｎ２＋）的去除效果．实验表明：滤料粒径为２ｍｍ时，Ｍｎ２＋的去除率及实际应用效果最佳；随着负锰滤料投加量的增加，Ｍｎ２＋的去除率也随之增加；随着溶液ｐＨ值的升高，滤料对水中的Ｍｎ２＋的去除率也随之增加；若体系中有Ｆｅ２＋存在，不利于负锰滤料对Ｍｎ２＋的吸附；负锰滤料对Ｍｎ２＋吸附等温线更符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附模型，属于单分子层吸附．关键词：负锰滤料；除锰；地下水；影响因素中图分类号：ＴＵ９９１文献标志码：Ａ文章编号：１６７３－４６０２（２０１３）０６－００７２－０５Ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｒｅｍｏｖａｌｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｆｒｏｍｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｗｉｔｈｍａｎｇａｎｅｓｅｏｘｉｄｅ－ｃｏａｔｅｄｆｉｌｔｅｒＺＨＡＮＧＸｕ１，ＬＩＰｅｎｇ２，ＬＩＪｉｎ－ｃｈｅｎｇ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ＆ＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳＩＰＰＲＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｉｃａｌｆｌａｓｋｓｔａｔｉｃｔｅｓｔ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＭｎ２＋ｗｉｔｈｍａｎｇａｎｅｓｅｏｘｉｄｅ－ｃｏａｔｅｄｆｉｌｔｅｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｓｉｚｅｏｆｆｉｌｔｅｒｉｓ２ｍｍ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｓｂｅｓｔｉｎｔｅｒｍｓｏｆｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒ－ｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｍｏｕｎｔｏｆｆｉｌｔｅｒ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＭｎ２＋ａｌｓｏｉｎ－ｃｒｅａｓｅｓ．ＴｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｐＨｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＩｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓＦｅ２＋，ｉｔｗｉｌｌｈｉｎｄｅｒｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｆｉｌｔｅｒｔｏＭｎ２＋．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｏＭｎ２＋ｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｏｘｉｄｅ－ｃｏａｔｅｄｆｉｌｔｅｒｃｏｎｆｏｒｍｓｔｏｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆＬａｎｇｍｕｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅａｄ－ｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｌｏｎｇｓｔｏｍｏｎｏｌａｙｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｇａｎｅｓｅｏｘｉｄｅ－ｃｏａｔｅｄｆｉｌｔｅｒ；ｍａｎｇａｎｅｓｅｒｅｍｏｖａｌ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ；ｉｎｆｌｕｅｎ－ｔｉａｌｆａｃｔｏｒ收稿日期：２０１２－１２－２３作者简介：张旭（１９８９－），男，江苏丰县人．硕士，研究方向为水污染控制工程．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｘｕ３２０３２１＠１２６．ｃｏｍ．除锰技术的研究始于２０世纪６０年代，相关研究人员围绕地下水除锰进行了不断地探索，除锰技术也经历了不同的发展阶段，先后开发出了化学氧化除锰、接触催化氧化除锰、生物除锰等工艺［１］，但是采用负载滤料除锰的研究报道较少．盛力等［２］将金属氧化物负载到石英砂表面制备成复合滤料，对其除锰性能进行了研究，结果表明负载滤料对Ｍｎ２＋具有较强的吸附作用，吸附等温线符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附模型，负载滤料的吸附性能明显高于天然锰砂和石英砂，吸附饱和容量是锰砂的２～３倍，是石英砂的１０～１３倍．笔者利用实验室配水模拟含锰地下水，采用锥形瓶实验，研究静态下滤料粒径、负锰滤料的投加量、第６期张旭，等：负锰滤料去除地下水中锰的影响因素研究ｐＨ值对除锰效果的影响；并模拟地下水同时存在铁、锰的特点，研究Ｆｅ２＋的存在对除锰效率的影响．１材料与方法１．１实验用水实验含锰水由分析纯ＭｎＣｌ２和去离子水配制，含铁水由分析纯ＦｅＳＯ４和去离子水配制，实验用水水质如表１所示．表１实验用水水质项目浊度／ＮＴＵＤＯ／（ｍｇ·Ｌ－１）水温／℃ｐＨＦｅ２＋／（ｍｇ·Ｌ－１）Ｍｎ２＋／（ｍｇ·Ｌ－１）检测值０．５＞６．０１８～２０５．５～８．６１．０～４．０１．０～３．０１．２实验材料负锰滤料的制备：配制５００ｍＬ０．４ｍｏｌ／Ｌ的ＫＭｎＯ４溶液，将此溶液和