地下咸水除铁锰技术研究

论文摘要

地下咸水的化学成分与海水基本相同,它本身不带病毒,与海水没有连接的渠道,故海水中的病毒宿主难以入侵,因此,它也是海水养殖的一种重要水源,在水产养殖方面有非常广阔的应用前景。江苏省连云港市赣榆县的水产养殖场多以地下咸水为养殖水源,但由于该地区地下咸水中铁锰含量偏高,严重影响了养殖对象的生长,给当地水产养殖业带来了巨大的损失。为解决这一问题,中国科学院海洋研究所联合青岛理工大学进行了“地下咸水除铁除锰”课题研究。目前对于地下水除铁锰的研究多为地下淡水,而地下咸水研究较少。针对赣榆县地下咸水水质特点,我们提出了“空气曝气+砂滤+臭氧氧化—活性炭吸附”处理工艺,并进行了试验研究。首先研究了三种不同滤料（陶粒、石英砂和马山锰砂）对铁锰的去除效果。结果表明,在相同试验条件下,马山锰砂去除铁锰效果最好,石英砂次之,陶粒去除效果最差。试验选择马山锰砂作为填料,并确定了马山锰砂滤柱去除地下咸水中铁锰的最佳运行条件为:溶解氧不低于2.5mg/L,pH在6.5～7.5之间,滤速控制在8m/h左右。此条件下,铁、锰的去除率分别为88%和55%,需要在后续工序中进一步研究锰的去除问题。并且通过与淡水的铁锰去除对比试验,确定了盐度是影响锰的去除的一个主要因素。其次,研究了臭氧一活性炭工艺对地下咸水中铁、锰的去除效果,在臭氧接触时间为7min,投加量为3mg/L,活性炭滤柱高度为1200mm时,取得了最佳去除效果,出水中铁的浓度痕量、锰的浓度约为0.06 mg/L,出水臭氧残余物浓度在0.1 mg/L以下。最后研究了处理系统运行时,对地下咸水中铁、锰的去除效果情况。保持水温在20℃左右,pH在6.5～7.5之间,DO不低于2.5mg╱L,滤速控制在8m/h左右;臭氧接触反应过程中,臭氧投加量控制在3mg/L,接触反应时间控制在7min。在这些条件下,原水经系统处理后,铁的去除率接近100%,出水中锰浓度约为0.06mg/L,去除率约为96%。原水处理后铁锰浓度符合水产养殖的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地下咸水应用现状
• 1.2 地下咸水铁、锰超标对养殖业的影响
• 1.3 地下水铁、锰的存在形式
• 1.3.1 自然界中铁和锰的存在及性质
• 1.3.2 铁在地下水中的来源及其迁移转化
• 1.3.3 锰在地下水中的来源及其迁移转化
• 1.4 我国地下淡水除铁、除锰技术的主要方法
• 1.4.1 自然氧化法
• 1.4.2 接触氧化法
• 1.4.3 生物法
• 1.5 国外除铁除锰研究现状
• 1.6 研究课题的来源、目的
• 1.6.1 课题的来源
• 1.6.2 研究的目的
• 1.7 课题研究所依据的主要理论
• 1.7.1 接触氧化法
• 1.7.2 臭氧氧化铁、锰机理
• 1.7.3 活性炭吸附理论
• 1.7.4 除铁与除锰的关系
• 第2章 试验水质与试验方法
• 2.1 试验水质
• 2.2 试验方案的筛选
• 2.3 试验研究的主要内容
• 2.3.1 滤料的优选及影响因素研究
• 2.3.2 臭氧—活性炭工艺研究
• 2.3.3 滤料的优选及影响因素研究
• 2.4 分析测试方法
• 2.4.1 地下咸水中铁的测定方法
• 2.4.2 地下咸水中锰的测定方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 不同滤料去除铁锰效果研究
• 3.1 滤料性质介绍
• 3.1.1 滤料的选取
• 3.1.2 各种滤料性质对比
• 3.2 不同滤料的铁锰去除效果
• 3.2.1 试验过程
• 3.2.2 试验结果及分析
• 3.3 影响因素试验研究
• 3.3.1 试验过程
• 3.3.2 试验结果及分析
• 3.4 对比试验
• 3.4.1 试验过程
• 3.4.2 试验结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 臭氧—活性炭工艺去除铁锰研究
• 4.1 臭氧—活性炭工艺去除铁锰的原理
• 4.1.1 臭氧—活性炭工艺介绍
• 4.1.2 臭氧理化性质及稳定性
• 4.1.3 活性碳性质及吸附过程
• 4.2 活性炭吸附试验结果分析
• 4.2.1 活性炭吸附容量试验
• 4.2.2 活性炭吸附动力学试验
• 4.3 臭氧—活性炭工艺去除铁锰试验研究
• 4.3.1 试验过程
• 4.3.2 臭氧投加量对铁锰去除率的
• 4.3.3 臭氧接触时间对铁锰去除率的影响
• 4.3.4 活性炭滤柱高度对铁锰和臭氧残余物去除率的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统运行对铁锰去除效果的研究
• 5.1 工艺流程说明
• 5.2 试验结果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢