锰砂,石英砂滤料表面活性滤膜接触氧化水中Mn2+除铁除锰机理

锰砂,石英砂滤料表面活性滤膜接触氧化水中Mn2+除铁除锰机理

【关键词】 石英砂；锰砂滤料；活性滤膜； Mn2+； 溶解氧； 吸附； 锰砂石英砂除铁除锰机理； 

       在我国北方城市多以地下水作为饮用水水源，然而水质监测结果显示地下水锰超标率高，是目前亟待解决的重要问题。接触氧化法是我国水厂除锰的主要方法，考察高铁锰地下水中试过滤系统中锰砂滤料表面活性膜的物理、化学特性，研究活性膜吸附水中Mn2+和DO的动力学，揭示石英砂、锰砂滤料表面活性滤膜接触氧化水中Mn2+机理，为接触氧化法除锰提供理论依据。

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锰砂,石英砂滤料表面活性滤膜接触氧化水中Mn2+除铁除锰机理结果如下：

     （1）随着滤膜不断成熟，滤层去除Mn2+能力逐渐上升，锰砂、石英砂滤料的比表面积、总孔容及孔径都有所增加，从而增加了膜表面的吸附空位，有利于Mn2+及DO的吸附。

     （2）随着滤膜的成熟，滤膜对水中Mn2+的吸附速率和吸附量都在不断地提高。活性滤膜容易吸附水中的Mn2+，吸附过程满足Langmuir方程，即满足单分子层化学吸附模型。

     （3）Mn2+的初始浓度C0与平衡时滤膜吸附量Se呈正线性相关；当水中Mn2+浓度在0～5mg·L-1之间时，活性滤膜对水中Mn2+的吸附量的计算式为Se（mg·g-1）=0.02781C0（mg·L-1）+0.02712。          （4）半熟料滤膜对Mn2+的主要化学吸附位为FeOOH中O原子，对DO的主要化学吸附位为FeOOH和FeO中Fe原子；熟料滤膜对Mn2+的化学吸附活性位为Fe-O和Mn-O中的O原子，对DO的主要化学吸附位为FeOOH和FeO中的Fe原子和MnO2、Mn2O3和MnFeO4中Mn原子。

     （5）化学吸附位分析结果得出活性滤膜表面的Mn2+先同Fe-O和Mn-O中的O原子发生化学吸附，然后溶解氧将滤膜表面的吸附态锰进一步氧化，进而完成Mn2+在滤膜表面的接触氧化。