二氧化氯和高锰酸钾组合预氧化工艺在原水除铁除锰中的应用

1、264氧化氯和高锰酸钾组合预氧化工艺在原水除铁除锰中的应用【摘要】 为 了 应对原水中溶解性铁、 锰超标的现象 , 采用二氧化氯 和高锰酸 钾组合预氧化工艺强化处理 S水库原水中的铁和锰 , 控制出厂 水 铁、 锰含量符合 国家标准。 在药剂投加过程中 , 采用高锰酸钾和聚合氯化 铝 (PAC 单独溶解、 并 管投加的投加方式 1, 并延后 了 石灰的投加 , 优化高 锰酸钾的投加效果。实际生产 表明二氧化氯和高锰酸钾组合预氧化工 艺除 铁、 除锰效果较好 , 经 该工艺处理后的出厂 水铁、 锰含量均能优于国标要 求。【关键词】 二氧化氯; 高锰酸钾; 除铁; 除锰 Y水厂原水取自 S水库,

2、取水管道 开口位于水库底层 , 灌溉用闸口附 近。 6月初水库间歇性开闸放水 , 人为破坏了取 水口附近水体的稳定状 态, 使原水水质发生 了变化, 主要表现为原水铁、 锰含量超 过了 地表水环境质量标准 GB3838-20022的限值范围 , 并且原水中锰含量很不稳 定, 波动较大 , 常规生产工艺已不能够满 足除铁、 除锰的需要。 生产过 程中无法去除的铁和锰在清水池内和二氧化氯迅速 反应, 导致出厂水 浊度、 色度同时升高 , 影响出厂水水质。一、 工艺改进1.1 提高二氧化氯的预投加量Y 水厂采用复合二氧化氯发生器 , 使用的原料为氯酸钠和盐酸 , 制 备的是二氧 化氯和氯的混合物。

3、二氧化氯氧化能力优于氯 , 可以迅速氧 化水中的铁、 锰离子 , 使铁、 锰离子转化成氢氧化铁和二氧化锰的形式 , 然后通过沉淀和过滤除去。 在 pH小于 7的条件下 , 每去除 1mg的铁理论 上需要 0.25mg 左右的二氧化氯 3, 每去 除 1mg的锰理论上需要 0.5mg左 右的二氧化氯。 氯和铁、 锰离子反应较为缓慢 , 对除铁、 除锰的贡献比 二氧化氯要小。提高二氧化氯的预投加量可以一定程度的提高铁、 锰的去除率。 在 生产试验 中, 提高投加量对于低浓度的铁、 锰有一定的效果 , 对于较高 浓度的铁则去除率一 般, 对较高浓度的锰则几乎没有去除效果 , 出现这 种情况可能有三个

4、原因 :1 、水体 中存在其它的消耗二氧化氯的物质 ; 2 、铁离子比锰离子更易氧化 ; 3 、 二氧化氯 本身不稳定的性质以及受 开放式综合池的影响而导致部分二氧化氯损耗。 在投加 过程中, 较高的 二氧化氯投加量使水体 pH进一步降低 , 同时在沉淀池出水中检出了 较 高的游离余氯 , 造成过滤后水中铁含量不降反升。 另外, 提高二氧化氯 的投加量 的同时也增加了氯酸盐超标的风险。 因此, 单靠提高二氧化氯 的预投加量无法满足 去除较高浓度铁、 锰的需要。 经过反复实验 , 适合 Y 水厂的最大二氧化氯预投加 量约为原料氯酸钠用量 1.2kg/kt, 如发 生器按反应效率 80%计算 ,

5、则相当于二氧化氯 投加量约 0.6kg/kt。1.2 投加高锰酸钾 1.2.1临时投加设备Y 水厂由于投加条件的限制 , 高锰酸钾使用 PAC 的投加管路 , 和 PAC 一起投加 于进水加药点。 另一方面 , 为了应对原水锰含量的波动 , 必须使高锰酸钾的投加量单独可控, 故采用了 一只 500L带搅拌机的溶 解罐作为高锰酸钾的溶解和储存设备 投加设备使用一台备用 PAC投加 泵, 并进行了简单的管路改造。1.2.2高锰酸钾投加量实验Y 水厂原水中的铁离子浓度相对稳定 , 并且铁离子较易氧化 , 通过 投加二氧化 氯和混凝沉淀可以获得一定的去除率 , 但锰离子的去除效果则跟高锰酸钾的投加量密

6、切相关 4。 经检测 , 原水铁含量基本稳定在 0.30.4mg/L 左右 , 原水锰含量检出值为 0.200.90mg/L, 一般稳定在 0.35mg/L0.70mg/L 之间。 烧杯实验选取原水锰含量在 0.200.90mg/L之间的 7 个代表性浓度进行高锰酸钾投加实验 , 并模拟实际生产条件 同时投加 PAC和高锰酸钾 , 混凝沉淀后取上清液进行锰含量测定 , 得出王亮上虞市自来水有限责任公司 上虞 312300此浓度下的最佳高锰酸钾投药量 , PAC投药量为固定值 15mg/L5 。 实验结果汇总见表 1。表 1 最佳高锰酸钾投加量实验数据高锰酸钾和二价锰的反应式为 :3Mn 2+2

7、KMnO4+2H2O=5MnO2+2K+4H+理论上每去除 1mg的锰需要 1.9mg的高锰酸钾 , 但在实际投加过程 中, 投加比 并非固定值。 投加比见表 2。表 2 原水锰含量和高锰酸钾投加量之比原水锰含量 (mg/L锰含量和高锰酸钾投加量之比<0.30 约为 1:2.50.300.501:2.51:2>0.60约为 1:1.5从表 2中可以看出 , 锰含量和高锰酸钾投加量之比随着原水锰含量 的升高而逐 渐减小。 当原水中的锰含量较低时 , 锰含量和高锰酸钾投加 量之比较高 , 投加比最 高达到 1:2.5左右; 当锰含量在 0.300.50mg/L左 右时 , 锰含量和高锰

8、酸钾投加量之 比约为 1:2.51:2左右, 接近理论值 ; 当锰含量大于 0.60mg/L时 , 锰含量和高锰酸钾 投加量之比约为 1:1.5, 小于理论值 , 原因是反应生成的水合态二氧化锰同样对锰离 子具有一定 的吸附作用。1.3 延后投加石灰Y 水厂通过原水投加石灰 , 控制沉淀池出水 pH 为 7.27.8 左右。 有 资料指出 , 二氧化氯的除铁、 除锰反应和 pH密切相关, 在pH大于 7的情 况下 , 去除相同的 量的铁、 锰所需要的二氧化氯的量比 pH小于 7的情况 下更多, 因此, 二氧化氯除 铁、 除锰的反应应控制 pH小于 7, 避免过早投 加石灰。 高锰酸钾在酸性条件

9、下具 有强氧化性 , 在中性和碱性条件下能 分解成二氧化锰并放出活性氧。 高锰酸钾同样 应避免过早和石灰接触 , 以免降低作用效果。Y 水厂石灰投加采用临时投加系统 , 投加点可以任意改动。 在观察 了折板反应 池高锰酸钾反应情况和矾花生成情况后 , 石灰投加点由折板 第一格延后到第四格 , 保证了高锰酸钾和二氧化氯与铁、 锰的接触反应 时间, 投加的高锰酸钾在到折板第 四格之前已经基本完全反应 , 水质呈 棕黄色。二、 设备改造经过工艺改进 , 原水铁、 锰超标问题得到了有效处理 , 但还存在以 下两个问 题:1 、 临时投加设备较为简陋 , 高锰酸钾投加量不能精准控 制。 2 、 原水锰含

10、量不稳定, 人工检测和生产指导相对滞后。 针对上述 问题, 水厂购置了高锰酸钾自动 投加设备和锰离子在线检测设备。高锰酸钾投加设备采用某品牌成熟方案 , 该方案的投加系统主要 由药剂制备和药剂投加两大部分组成。 系统采用两套制备罐 , 一用一 备, 使用一台计量投加泵 , 高 锰酸钾溶液设计配置浓度为 3%, 并可根 据原水水质进行调整。 锰离子在线检测仪 选用德国布朗卢比锰离子在 线检测仪 (PowerMon-Mn , 该型锰离子在线检测仪具备 检优秀的检 测限、 分辨率等参数 , 并且最多能够接入 6路水样, 可以进行原水、 过程 水、 出厂水等多路水样的检测。和锰离子在线检测设备可以最大

11、程度地确保出厂水锰含量符合国家标 准。4.4、 由于投加了高锰酸钾 , 沉淀池出水色度显著上升 , 给滤池造成 了很大的负 担, 为了避免出现滤池穿透、 滤料板结等现象 , 滤池的平均 反冲洗间隔由原来的 48 小时缩短到 24小时左右 , 同时增加了冲洗时间。 4.5、 出厂水铁、 锰均控制在0.05mg/L以内时, 出厂端补加二氧化 氯, 出厂水依然存在浊度和色度升高的问题 , 但 升高的趋势较工艺改进 之前已有明显的放缓。4.6、 采用二氧化氯作为消毒剂时 , 出厂水铁、 锰含量和浊度、 色度 之间的关 系有待进一步的研究。参考文献1 马进 .投加高锰酸钾降低水中锰含量在自来水厂的应用

12、.中外企 业家 ,2009年 第 11 期 .2 中华人民共和国国家标准 .地表水环境质量标准 (GB3838-2002.3 王建蓉,马铃,唐文勇,胥川.投加高锰酸钾去除水中溶解性 锰.城镇供水 ,2011.1. 参考文献1钟瑾 , 朱庚 富. 垃圾 发电技术综述 J .中国 资源综合 利用,2006,(10.2屠进,沈又幸.垃圾焚烧电厂设计探讨 J.中国电力 ,2003,(01. 统压力始终保持 在正常范围内 , 保障了氧气的医疗用量。 当两台或三台 制氧机同时发生故障时 , 应 打开阀 3, 使得液氧气化后经阀 1、阀3大量被 充氧气, 以保证供氧。三级:当制氧机和液氧罐都出现问题时 , 由氧气汇流排供氧。 当制氧机和液氧 罐都出现问题时 , 关闭阀 3, 打开阀 7, 使汇流排输 出的氧气输入汽缸 , 利用瓶装氧气 进行供氧。滤器、 采样监测点电器箱、 烟气采样探头、 红外测尘仪等 , 实现传输各种 信 号、 烟气预处理和采样、 测量烟气颗粒物含量、 采集监测点的流速、 压力、 温 度等物理量。 户内部分包括净化压缩空气源、 供电电源、 数据 采集、 气体分析 仪、样气处理等, 完成净化采样气路、 数据采集处理、 系统标定、 样气的分析和 处理、 系统供电等功能。5.结语总之, 垃圾发电厂以焚烧的方式处理垃圾 , 并利用余