Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5017
標題: 錳砂氧化吸附去除水中二價鐵錳之研究
Research for Oxygenation and Adsorption of Iron and Manganese Removal in Water by Mn Sand
作者: 黃如菊
Huang, Ju-Chu
關鍵字: Mn sand;錳砂;Adsorption;Oxygenation;吸附;氧化
出版社: 環境工程學系
摘要: 
本研究係針對自來水淨水場快濾機制之濾料錳砂氧化吸附去除水中二價鐵
、錳之探討,對錳砂之基本特性,各種水質參數變化,以及錳砂去除鐵、
錳之機制,尋求一明確的瞭解,進而獲得錳砂最佳化之操作控制條件,亦
可提供自來水公司相關操作之參考依據。實驗內容主要是藉由配製定量人
工原水以控制各種水質參數變因,包括水中二價鐵、錳之初始濃度變化,
pH值的控制,水中溶氧值的影響,以及無機性溶解矽,有機性腐植酸的干
擾等;再添加定量錳砂,進行振盪氧化吸附作用,此時可控制其時間變數
,然後過濾水樣,以利測定殘留之溶解鐵、錳含量,進而瞭解錳砂對鐵、
錳之去除效果;以及尋求對錳砂之最佳操作條件。另外,對錳砂做一吸附
動力試驗,探究其對鐵、錳之去除率隨時間之變化情形。 由實驗結果
顯示,對定量(100ml)的人工原水,添加 2g之錳砂量,對鐵、錳可同時獲
得較為一致的去除率。而錳砂對pH之穩定性,對鐵而言,在低pH(pH<8)時
較佳;對錳而言,則在高pH(pH=9)時較穩定。就pH之控制,在 pH9時對鐵
、錳可同時有高去除率。而從氧化吸附平衡動力實驗,可知鐵在5~10mins
之短時間內,即可達氧化吸附平衡,而錳則需要2~4hrs之較長時間,才能
達到氧化吸附平衡。在二價鐵初始濃度之變化中,濃度愈高,去除率愈高
,應是氧化作用使鐵顆粒成長而沈澱濾除之緣故。而二價錳初始濃度之變
化,則隨著濃度的增加而降低其去除率,所以高濃度的錳並無法增加錳砂
的氧化吸附作用。此外,錳砂受水中溶氧的影響並不大,但高溶氧水仍是
較有利於去除率的提昇。 關於不同價數鐵及溶氧對錳砂氧化吸附效果
之影響,由四組實驗比較對照得知,曝氣飽和溶氧水較溶氧為零的水有較
佳的鐵、錳去除率;而在相同高溶氧水中,添加同價數之二價鐵,先給予
一段靜置時間再振盪的效果比直接振盪的效果為佳;就添加不同價數鐵而
言,二價鐵與三價鐵的去除率並無明顯差異;但在 pH為9的情況下,三價
鐵的去除率是優於二價鐵的。而在實驗pH7與pH9的二種情況,發現整體而
言,pH7是優於pH9的。 再者,無機性溶解矽對錳砂氧化吸附作用之影
響是絕對的,溶解矽濃度增高,因錯合作用而產生的干擾愈顯著。而有機
性腐植酸亦會造成一定程度的干擾,濃度愈大干擾愈大,但其影響程度不
若溶解矽來得明顯。 綜合以上實驗結果得知,錳砂對水中二價鐵、錳
的氧化吸附去除效果,在各種水質參數變因下,都可得到很好的去除效果
(97%以上)。而錳砂對含有溶解矽及腐植酸的水質,其對鐵、錳的去除率
僅有40 ~50%,顯示錳砂亦會受其錯合作用的影響而減低對鐵、錳的去除
效果。又錳砂對鐵的去除在短時間內(5 ~10min)即可達高去除率,對錳則
需較長的時間(2 ~4hr)。除此之外,欲達98%以上之去除率,鐵適合在
pH<8的水質條件,而錳則適合在pH=9;然而在pH=9,Fe/Mn=1/1(濃度比)
,可同時有頗佳之去除率(Fe96%,Mn88%)。
URI: http://hdl.handle.net/11455/5017
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