二氧化氯预氧化除锰及氧化副产物亚氯酸盐的去除研究

论文摘要

二氧化氯作为一种新型水处理药剂,其安全高效的氧化特性,在饮用水处理方面越来越重要,其中二氧化氯预氧化除锰技术就是其重要用途之一本文结合饮用水常规处理工艺对二氧化氯预氧化除锰以及氧化副产物亚氯酸根的去除方法进行了研究。研究工作如下：（1）首先考察各种因素对二氧化氯预氧化除锰效果的影响。通过二氧化氯预氧化+常规给水处理工艺的模拟实验发现：二氧化氯投加量对除锰效果影响明显,当p（ClO2）/p（Mn2+）=2时,即可将初始锰浓度为1.0mg/L的原水降到0.1mg/L以下；当pH=4.5～8.5时,原水pH升高有利于二氧化氯氧化除锰,最佳pH为7.5～8.5；出水ClO2-浓度占二氧化氯投加量的90%-100%,ClO2-与Mn2+的氧化反应进行甚微；在4℃-45℃范围内,温度对二氧化氯预氧化除锰效果较小,适合于低温原水。（2）其次探讨次氯酸钠和二氧化氯复合投加的除锰效果。通过复合投加次氯酸钠和二氧化氯+常规给水处理工艺的模拟实验发现：次氯酸钠除锰率低,去除1mg/L的Mn2+约消耗29mg/L的次氯酸钠,二氧化氯仅需3mg/L。次氯酸钠和二氧化氯复合投加时,两者的除锰作用互不影响,其去除率接近两者单独使用时的除锰率之和。（3）考察去除副产物亚氯酸根的方法及影响因素。通过亚氯酸根的去除实验发现：Fe2+对亚氯酸根具有较好的去除效果,去除1mg/L的亚氯酸根,约需要3.34mg/L的亚铁；投加亚铁对锰的去除效果稍有影响,在（原水锰浓度）：（ClO2投加量）：（亚铁投加量）=1：3：9.6（质量比）的条件下,可使经二氧化氯预氧化后的出水锰浓度和亚氯酸根都能达到GB5749-2006饮用水标准要求。研究表明,二氧化氯与亚铁联合使用这一技术既确保了高效除锰,又解决了副产物亚氯酸根超标的问题。同时,该技术不需另建构筑物,与原有传统给水处理工艺紧密结合,经济高效,在在自来水厂工艺改进方面具有重要应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 除锰技术研究现状
• 1.3 二氧化氯的理化性质及制备方法
• 1.4 二氧化氯预氧化技术
• 1.5 二氧化氯副产物的控制与去除技术
• 1.6 本论文主要研究内容及意义
• 2 研究方法
• 2.1 实验仪器及药品
• 2.2 水样的配制
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 二氧化氯的制备
• 2.3.2 混凝试验
• 2.3.3 二氧化氯除锰的条件选择试验
• 2.3.4 次氯酸钠与二氧化氯复合投加试验
• 2.3.5 亚氯酸根的去除
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 锰的测定
• 2.4.2 铁的测定
• 2.4.3 亚氯酸根的测定
• 2.4.4 二氧化氯的测定
• 2.4.5 余氯的测定
• 2.4.6 COD的测定
• 2.4.7 pH的测定
• 2.5 处理效果评价方法
• 3 二氧化氯除锰技术条件选择
• 3.1 二氧化氯与二价锰的反应机理研究
• 3.1.1 除锰原理
• 3.1.2 亚氯酸根实际产生量
• 3.2 PH对二氧化氯除锰效果的影响
• 3.3 预氧化时间对二氧化氯除锰效果的影响
• 3.4 二氧化氯投加量对二氧化氯除锰效果的影响
• 3.5 温度对二氧化氯除锰效果的影响
• 3.6 锰的初始浓度对二氧化氯除锰效果的影响
• 3.7 二氧化氯预氧化工艺条件的控制
• 4 次氯酸钠和二氧化氯复合除锰效果研究
• 4.1 预氯化除锰原理
• 4.2 次氯酸钠的除锰效果
• 4.2.1 pH、预氧化时间对次氯酸钠的除锰效果的影响
• 4.2.2 次氯酸钠投加量对除锰效果的影响
• 4.3 次氯酸钠和二氧化氯复合投加的除锰效果
• 4.3.1 投加点对除锰效果的影响
• 4.3.2 复合投加对除锰效果的影响
• 4.4 次氯酸钠预氧化对出水余氯的影响
• 4.5 次氯酸钠和二氧化氯复合投加对亚氯酸根的影响
• 4.5.1 含氯化物的交互反应
• 4.5.2 复合投加对亚氯酸根的影响
• 5 亚氯酸根的去除研究
• 5.1 二氧化氯预氧化除铁
• 5.1.1 水中铁锰性质及状态
• 5.1.2 除铁原理
• 5.2 亚铁去除亚氯酸根原理
• 5.2.1 二氧化氯除铁除锰原理比较
• 5.2.2 亚铁去除亚氯酸根原理
• 5.3 亚铁投加方式对亚氯酸根去除的影响
• 5.4 PH、反应时间对亚氯酸根去除的影响
• 5.5 亚铁投加量对亚氯酸根去除的影响
• 5.6 亚铁投加对除锰效果的影响
• 5.6.1 亚铁投加对除锰效果的影响
• 5.6.2 二氧化氯与亚铁投加量的确定
• 6 结论
• 7 问题与讨论
• 致谢
• 参考文献