摘 要：針對西安市地下水源鐵、錳超標(biāo)的問題，研究采用次氯酸鈉預(yù)氧化除鐵除錳。通過對次氯酸鈉投加量和反應(yīng)時(shí)間以及氧化物沉淀等實(shí)驗(yàn)，確定了次氯酸鈉的投加量需要在0.4mg/L～0.8 mg/L之間，反應(yīng)時(shí)間在5min～10min之間，水中殘余鐵、錳的量就可以滿足國家飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)提出了氧化物不易沉淀的問題。

關(guān)鍵詞：鐵 錳 次氯酸鈉 沉淀

1 西安市地下水中鐵、錳含量及超標(biāo)產(chǎn)生的危害

鐵、錳雖然是維持人體正常生理機(jī)能不可缺少的元素，但是長期過量地?cái)z入?yún)s有害于健康。水中含鐵量高時(shí)，水有鐵腥味，含量超過0.5mg/L時(shí)，水不但會有明顯的金屬味，色度也會有明顯的提高（達(dá)30度以上），對人的感官產(chǎn)生不良的影響；含錳量高的水，會使水有色、臭、味，損害紡織、造紙、釀造、食品等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，長期過量攝入錳會引起慢性中毒，臨床表現(xiàn)為：神經(jīng)衰弱、精神癥狀、腦和呼吸道疾病等[1～2]。

西安市地下水源中鐵含量超標(biāo)水井共21眼，占調(diào)查水井總數(shù)的13.2%，錳超標(biāo)水井共78眼，水源地鐵、錳含量超標(biāo)問題不容忽視，采取切實(shí)可行的方法除鐵、除錳勢在必行。結(jié)合現(xiàn)有工藝的除鐵、除錳方法，針對三水廠灃河水源地、皂河水源地、四水廠渭濱水源地、五水廠西北郊水源地普遍而嚴(yán)重的鐵、錳超標(biāo)問題，開展次氯酸鈉預(yù)氧化除鐵、除錳實(shí)驗(yàn)。

2 次氯酸鈉預(yù)氧化除鐵、錳試驗(yàn)

次氯酸鈉是一種強(qiáng)氧化劑，具有氧化能力強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定、易于溶解、易投加的特點(diǎn)[2-3]，為此我們進(jìn)行次氯酸鈉除鐵、除錳的實(shí)驗(yàn)。

2.1 次氯酸鈉預(yù)氧化除錳實(shí)驗(yàn)

圖1為次氯酸鈉的投加量對水中殘余錳的影響圖。從圖上可以看出只有在次氯酸鈉的投加量達(dá)到0.9 mg/L，反應(yīng)時(shí)間在30min以上，或者投加量為1.2 mg/L、1.5 mg/L反應(yīng)時(shí)間在20min以上時(shí)水中殘余錳的含量才能達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)低于0.1 mg/L的要求。

圖2是次氯酸鈉除錳的實(shí)際效果圖。圖中“濾前”表示水中總錳的量值，“濾后”表示水中殘余錳的量值。從圖上可以看出，次氯酸鈉的投加量增加到0.3 mg/L的過程中，水中殘余錳的量幾乎沒有什么變化，繼續(xù)增加次氯酸鈉的投加量，水中殘余錳的濃度才開始降低，增大到0.6 mg/L時(shí)，殘余錳的濃度還在0.1 mg/L以上，依然高出國家標(biāo)準(zhǔn)值。所以要滿足國家飲用水要求，還需繼續(xù)增大次氯酸鈉的投加量，延長反應(yīng)時(shí)間，直到滿足0.9 mg/L，反應(yīng)時(shí)間在30min以上，或者投加量為1.2 mg/L、1.5 mg/L反應(yīng)時(shí)間在20min以上。

2.2 次氯酸鈉預(yù)氧化除鐵實(shí)驗(yàn)

圖3是次氯酸鈉的投加量對水中殘余鐵的影響圖。從圖中可以看出，投加次氯酸鈉后，水中殘余鐵的濃度明顯降低，且低于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)0.3mg/L[1]。0min線顯示出，次氯酸鈉投加量為0mg/L、反應(yīng)0min時(shí)，水中的殘余鐵的濃度已經(jīng)低于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)0.3mg/L以下[1]，而且增大次氯酸鈉的投加量，殘余鐵的濃度改變并不大，只是時(shí)間越長殘余鐵的濃度越低。而且對次氯酸鈉的投加量和反應(yīng)時(shí)間都沒有量的要求。與高錳酸鉀除鐵的情況似有相同之處（反應(yīng)快、氧化劑比理論投加量明顯減少）。這一現(xiàn)象充分說明水中二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)主要還是與水中的溶解氧的反應(yīng)，氧化劑的加入加速和強(qiáng)化了鐵與氧的反應(yīng)，但在沒有氧化劑參與時(shí)單純的二價(jià)鐵與水中溶解氧的反應(yīng)卻不容樂觀，這一點(diǎn)可從下圖鐵完全自氧化圖可見一斑。所以我們姑且可以這樣認(rèn)為，如果水能夠接觸到空氣的話，除鐵、除錳氧化劑的投加量，只需要依據(jù)水中二價(jià)錳的濃度來確定，這樣既能滿足二價(jià)錳的氧化又能促進(jìn)二價(jià)鐵的氧化，以較少的投機(jī)量達(dá)到去除鐵錳的目的[3]。

圖4是次氯酸鈉除鐵的實(shí)際效果圖。其中“濾前”表示水中原有鐵的量值，“濾后”表示次氯酸鈉與水中二價(jià)鐵反應(yīng)后，水中殘余鐵的濃度。圖中顯示出投加次氯酸鈉對去除水中二價(jià)鐵的效果非常理想。

圖3 次氯酸鈉濃度與殘余鐵含量關(guān)系曲線

圖4 次氯酸鈉濃度與殘余鐵、總鐵含量關(guān)系比較曲線

從次氯酸鈉除鐵、除錳兩組實(shí)驗(yàn)可以看出，次氯酸鈉預(yù)氧化除鐵不存在任何問題，除錳的在適當(dāng)?shù)耐都恿亢瓦m合的反應(yīng)時(shí)間，也能達(dá)到滿意的要求。

3 結(jié)論及建議

通過次氯酸鈉預(yù)氧化完全可以達(dá)到除鐵、除錳的效果。而且次氯酸鈉的投加量需要在0.4mg/L～0.8 mg/L之間，反應(yīng)時(shí)間在5min～10min之間，水中殘余鐵、錳的量就可以滿足國家飲用水的標(biāo)準(zhǔn)鐵不超過0.3 mg/L 錳不超過0.1 mg/L，效果非常理想。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國衛(wèi)生部部.中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 5749-2006） [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2] 袁德玉，楊開，楊小俊，等.次氯酸鈉去除地表水中錳的生產(chǎn)試驗(yàn)[J].工業(yè)用水與廢水，2005，36（3）：13—15.

[3] 張錦，李圭白，馬軍.次氯酸鈉復(fù)劑對給水處理中混凝的強(qiáng)化效應(yīng)[J].工業(yè)用水與廢水，2003，34（3）：12一14.