除铁、除锰工艺技术说明
地下水除铁除锰处理
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三、接触氧化法除铁、除锰工艺
• 当地下水的含铁量和含锰量均较低时，一般可采用除铁除锰
双层滤池
• 铁、锰可在同一滤池的滤层中去除，上部滤层为除铁层，下
部滤层为除锰层。，可采用两级曝气、过滤处
理工艺，即第一级除铁，第二级除锰。其工艺流程如下：
• 地下水 → 曝气 → 除铁滤池 → 除锰滤池 → 出水
二、 地下水除锰
• 锰的化学性质与铁相近，常与铁共存于地下水中，但铁
的氧化还原电位比锰要低，相同pH值时二价铁比二价锰 的氧化速率快，二价铁的存在会阻碍二价锰的氧化。因 此，对于铁、锰共存的地下水，应先除铁再除锰。
接触氧化除锰
2Mn2 O 2 2H 2O 2MnO2 4H
高含锰量的水质，成熟期约需60～70d，而低含锰量的水质则需 90～120d，甚至更长；其次滤料成熟期与滤料有关：石英砂的成 熟期最长，无烟煤次之，锰砂最短。
铁氧化成三价铁，并附着在滤料表面上。
接触氧化除铁
滤池初期出水含铁量较高，一般不能达到饮用水水质标准。随着过 滤的进行，在滤料表面覆盖有棕黄色或黄褐色的铁质氧化物即具有 催化作用的铁质活性滤膜时，除铁效果才显示出来。
从过滤开始到出水达到处理要求的这段时间，称为滤料的成熟期， 一般为4～20d
滤料的成熟期与滤料本身、原水水质及滤池运行参数等因素有关。
一、 地下水除铁
4Fe2 O2 10H 2O 4Fe（OH）3 8H
氧化剂
Fe2+
Fe3+
Fe(OH)3
絮凝胶体
氧化剂：氧气、氯和高锰酸钾等
自然氧化 除铁
• 含铁地下水经过曝气，经自然氧化的反应和 沉淀设备
接触氧化 除铁
地下水处理工艺
射流曝气，利用水射器的 抽吸作用吸入空气，其优 点是曝气效果好、运行可 靠、构造简单、管理方便， 缺点是不能去除水中二氧 化碳以提高pH值、水射器 工作效率低。非常适合小 型压力式装置。水射器的 构造应根据供气量、工作 水压力、出口压力等设计。
射流曝气装置 1-深井泵；2-水射器；3-除铁滤池
曝气塔曝气如图所示:在塔 中填以多层板条或1～3层 厚度为0.3～0.4m的焦炭或 矿渣填料层，含铁锰的水 从塔顶的穿孔管喷淋而下， 在以水滴或水膜的形式通 过填料层时溶入氧，其特 点是空气与水接触时间长， 充氧效果好，但当水中有 悬浮物质或含铁锰量很高 时，易使填料堵塞。
曝气塔曝气装置 1-焦炭层30～40mm；2-浮球阀
二、地下水除锰方法
锰常与铁共存于地下水中，其化学性质与铁也相近，但在 pH值中性范围内，几乎不能为溶解氧所氧化，必须在催化剂 的作用下才能被氧化，不能依靠自然氧化法去除，因此地下水 除锰要比除铁困难。
同充氧含铁水过滤一样，在过滤过程中，滤料表面逐渐生 成活性膜，在活性膜的催化作用下发生氧化反应：
2 M n 2 O 2 2 H 2 O 2 M n O 2 4 H
莲蓬头曝气装置
莲蓬头曝气有莲蓬头和 穿孔管两种装置，图为 莲蓬头曝气装置，莲蓬 头安装在滤池水面以上 1.5～2.5m处，每1.0～ 1.5 m2滤池面积安装一 个莲蓬头，莲蓬头上的 孔口直径为4～8mm， 孔口向下和中垂线夹角 不大于，孔眼流速2～ 3m/s。其优点是曝气效 果好、运行可靠、构造 简单、管理方便，缺点 是莲蓬头因堵塞需更换。
原水→曝气→反应→
自然氧化法
过滤 原水→曝气→反应→
沉淀→过滤
除铁效果好，构筑物 体积大，投资和运行 费用高，应用较少
除铁锰工艺
除水中铁锰方法一、工作原理及工艺流程1、工作原理地下水中的铁，一般是以二价铁离子状态（Fe2+）存在。
当加入氧气时，氧与水中二价铁反应，使二价铁氧化成三价铁（Fe3+），并呈深黄色胶体状态，当这些胶体状态的铁遇到细小的孔隙，便难于通过，即会累积于过虑物表面，并在滤料颗粒表面生成具有接触催化活性的铁质滤膜，这种滤膜可以充分吸附三价铁，最后去除水中过量的铁，使其满足用水要求。
其主要反应式如下：Fe2++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+滤料的成熟期，与地下水的水质，特别是水中含铁量、滤料的粒径、滤层的厚度、滤速等因素有关。
水中含铁量在≤10mg/L时，抽水过滤持续到2~3天；含铁量在10~20mg/L时，需持续抽水到7天左右。
滤料的滤速为10~15m/h时，可以达到除铁效果；如果需要除锰滤速为≤6m/h，才能达到除锰目的。
2、工艺流程地下水中除铁、锰的工艺流程及设计方案因地下水中含铁、含锰、及其pH值的高低、处理水量的大小不同而不同。
当水中含铁量<10mg/L，pH＝5.5时，设计为一次曝气、一级过滤；当水中含铁量10~20mg/L、pH ＝5.5时，设计为一次曝气、二级串联过滤；当水中含铁锰均要去除时，原则上先除铁后除锰；当水中含铁、锰量比较低、pH值较高时，可以采用加大罐体直径，减慢滤速，用单级过滤予以去除。
当被除铁、除锰的原水pH 值<6.8时，需向原水加碱或石灰拌搅成碱化溶液，提高pH值后，才能把水中的锰离子去除。
当水中含二氧化碳时，应首先将原水进行一次或二次曝气，去除水中的侵蚀性二氧化碳，再除铁、锰。
典型常用的工艺流程如下图。
二、滤料要求及反冲洗时间控制该装置对滤料和承托层的选择有严格的要求。
因此，滤料化学成份稳定性、机械强度、颗粒级配、厚度等，如果设计不合理，会直接关系到处理效果。
1、滤料的选择地下水除铁锰最常用的滤料有天然锰砂。
地下水过滤+除铁除锰技术方案
一. 工程概况地下水含有大量泥沙、胶体、腐植酸等杂质，另外豫东地区地下水含盐量较高，大多含铁量超标，浅层井原水水质较复杂，并且水质不稳定，（GB5749-85）《生活饮用水卫生标准》规定，铁、锰浓度分别不得超过0.3mg/L和0.1mg/L。
针对贵单位情况，我们建议采用机械过滤器过滤水中杂质，并且去掉水中铁锰。
水中含铁量较高时，水有铁腥味，影响水的口味，作为造纸、纺织、印染、化工、医药和皮革等生产用水，会降低产品质量；含铁水可使家庭用具如瓷盆和浴缸发生锈斑，洗涤衣物会出现黄色或棕黄色斑渍；铁质沉淀物Fe2O3会滋长铁细菌，阻塞管道，有时会出现红水。
而含锰量较高的水所发生的问题与含铁量高的情况相类似，例如：使水有色、嗅、味，损害纺织、造纸、酿造、食品医药等工业产品的质量，家用器具会污染成棕色或黑色，洗涤衣物会有微黑色或浅灰色斑渍。
超过标准的原水须经除铁除锰处理，使原水水质达到国家自来水标准。
本项目采用的处理工艺如下：射流器气水混合器产品水箱曝气天然锰砂过滤除铁的工艺流程二. 曝气式锰砂过滤器工作原理针对贵公司情况，建议采用我公司生产的曝气式锰砂过滤器，该设备工作原理：利用现有深井泵余压，通过射流加气装置，让空气和水充分混合，利用空气中的氧气将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸咐过滤去除，达到降低水中铁锰含量的目地。
滤料采用精制石英砂和精制锰砂。
精制锰砂的主要成分是二氧化锰（MnO2）它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。
精制锰砂中的MnO2 的含量大于35%很高，其除铁效果非常理想，含铁锰地下水的PH值大于5.5与精制锰砂接触即可将Fe2+ 氧化成Fe3+其反应如下：2Mn2+ +O2 +2H2O=2MnO2 +4H+4MnO2 +3O2 =2Mn2O7Mn2O7 +6Fe2+ +3H2O=2MnO2 +6Fe(OH)3Fe(OH)3沉淀物经精制锰砂滤层后被去除。
所以精制锰砂层起着催化和过滤双层作用。
锰砂的除铁除锰工艺
概述
含盐量较高的苦咸水区域的井水呈还原态，含有 二价铁、锰离子。 现象：1、烧开后，水会变红；
为加快活性滤膜的生成，缩短锰砂的稳定期，提高除铁除锰效果； 一般在锰砂过滤器的进水采取氧化法。氧化常用曝气或加氧化剂的方 法。当含铁Fe2+、锰Mn2+离子的地下水经过曝气或加入氧化剂后，水 中 经的锰铁砂F滤e2层+、时锰，M被n天2+离然子锰开砂始吸氧附化、，催形化成，不生溶成于氢水氧的化F物e3水+和合M分nO子2【，流Fe （OH）3.H2O】和【Mn（OH）nXH2O】形成新的活性滤膜。
锰砂滤料粒度常有： 0.5~1.0mm,1.0~2.0mm,2.0~4.0mm,4.0~8.0
分析项目 MnO2含量% SiO2含量% 铁含量 % 泥含量%
数据 20~45 17~20 20左右 <3.0
分析项目 盐酸可溶率% 破碎率 % 磨损率% 堆密度g/cm3
数据 <3.0 <1.0 <1.0 1.65~2.2
铁锰氧化方程式：
（如Fe（HCO3)2、Mn（HCO3)2为例
4Fe (HCO3)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3+8CO2
4Mn (HCO3)2 +O2+H2O=4Mn(OH)3+8CO2
2021/3/10
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锰砂过滤器运行参数
1、锰砂粒度：1.0~2.0mm;（粒度越小，运行压差大；粒度越大；出水浊度大） 2、填充高度：1000~1500mm( 由进水铁锰含量确定）； 3、运行流量：6~10m/h(除铁)；5~8m/h（除锰） 4、反洗水强度：4~10L/M2.S(一般选用25M3/M2/H) 5、反洗时间：5~15分钟 6、运行周期：根据原水的浊度而定，一般不小于8小时。 7、出水要求（饮用水标准）：
除铁锰原理
除铁锰设备工作原理及操作规程1、设备主要原理1.1曝气塔工作原理：将含铁、锰的地下水送到曝气塔顶，用均布喷淋设备经填料层逐层淋下，汇集于下部的集水池中，水在填料中主要以薄膜形式流动，得以和空气充分接触，进行曝气。
在填料层间，水以水滴形式淋下，既能起曝气作用，又能驱动空气流动，使之不断更新。
优点：（1）水与空气接触的时间较长，曝气效果较好；（2）水流经填料层时，水中部分的铁沉积于填料表面，能对水中二价铁、锰起接触催化作用，处理效果更好。
1.2接触滤罐工作原理：除铁锰工艺原理地下水中的铁、锰常以二价铁的形式存在：Fe（HCO3）2=Fe2++2HCO3Mn（HCO3）2=Mn2++2HCO3-因其在水中的溶解度比较大，所以从井里刚抽上来的含铁、锰水仍然清澈透明，而一旦和空气接触，水中的二价铁、锰便被空气中的氧气氧化，生成难溶于水的三价铁和MnO2：4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-2Mn2++O2+4OH-=2MnO2+2H2O氧化生成发三价铁离子因在水中的溶解度极小，帮以Fe（OH）3的形式由水中沉淀析出，氧化生成的四价锰离子因在水中的溶解度极小，故以MnO2的形式由水中沉淀析出。
通常情况下，上述的反应过程影响因素较多，我公司彩的接触氧化法除铁、除锰工艺中，在去除水中的二价铁离子时，滤料表面上逐渐形成了铁质活性滤膜Fe（OH）3.2H2O。
新鲜的铁质活性滤膜其催化活性很强，其反应机理主要为化学过程。
铁质活笥滤膜首先以离子交换方式吸附水中的二价铁离子：Fe(OH)3·2H2O+Fe2+=Fe(OH)2(OFe)·2H2O++H+当水中有溶解氧时，被吸附的二价铁离子在活性滤膜的催化下迅速地氧化并水解，从而使催化剂得到再生：Fe(OH)2(OFe)·2H2O++0.25O2+2.5 H2O=2Fe(OH)3·2H2O+H+反应生成物又作为催化剂参与反应，二价铁离子因此快速从水中被去除。
锰砂滤料-除铁锰工艺流程
1、锰矿承托料与天然锰砂滤料应为同一产地的矿石，两者的密度应基本相同。
2、锰矿承托层应不含肉眼可见泥土、页岩和外来碎屑。承托料含泥量不应大于1%。
3、承托料的水浸出液应不含对人体有毒、有害物质。
4、锰矿承托料的粒径
5、锰矿承托料的粒径范围，为2～4mm，4～8mm，8～16mm。
6、在各种粒径范围的锰矿承托料中，小于指定下限粒径的及大于指定上限粒径的均不应大于5%。
2、天然锰砂滤料的平均密度一般为3.2g/cm3至3.6g/cm3范围内。使用中对密度有特殊要求者除外。
3、天然锰砂滤料的盐酸可溶率不应大于3.5%（百分率按质量计，下同）。
4、天然锰砂滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%。
5、天然锰砂滤料应不含肉眼可见泥土、页岩和外来碎屑，含泥量不应大于2.5%。
地下水铁锰超标危害
地下水中常含有过量的铁和锰，而长期饮用含铁、含锰高的水对人体不利。水中含铁较高时，水有铁腥味，影响水的口味，作为造纸、纺织、印染、化工和皮革等生产用水，会降低产品质量；洗涤衣物会出现黄色或棕黄色斑渍；铁质沉淀物 会滋长铁细菌，阻塞管道，有时会出现红水。而含锰量较高的水所发生的问题与含铁量较高的情况相类似，并且在工业领域中，水中的铁、锰含量过高对设备具有一定的腐蚀从而缩短设备的使用寿命。 根据我国生活饮用水质标准规定，凡是生活饮用水中铁含量大于0.3毫克/升，锰含量大于0.1毫克/升的必须进行净化处理。除铁除锰设备主要应用于地下水高铁,高锰地区经处理后的水符合国家饮用水标准。 我公司生产的天然锰砂适用于生活饮用水的地下水除铁除锰过滤用天然锰砂滤料及锰矿承托料。用于工业用水的天然锰砂滤料和锰砂承托料，亦可参照使用。
（2）、每层承托料的厚度应准确、均匀，用锹或刮板刮动表面，使其接近于水平面，高度应与铺装高度标记水平线相吻合。
简述除铁锰过滤器技术参数及工艺分析
简述除铁锰过滤器技术参数及工艺分析工作原理含铁(锰)的地下水经充气或加入氧化剂后，水中铁(锰)离子开始氧化，当水流经除铁锰过滤器时，在滤层中发生接触氧化反应及滤料表面的生物化学作用和物理截留吸附作用，使水中铁(锰)离子沉淀去除。
尤其是在处理微污染含锰地下水的过程中，铁细菌不仅能有效地去除铁锰，同时还能以水中氨为营养源，进行新陈代谢，在其他细菌参与下，同时达到去氨氮的效果。
工艺流程1、当地下水只含铁离子浓度在5-10mg/L时，可采用曝气装置和除铁过滤串联工艺流程。
由于曝气装置体积小(类似一个管)件，因此实际上该流程是一个以锰砂为主体的单级处理流程。
2、若地下水中铁离子含量较高并含有锰时，即含铁量大于10mg/L，含锰量大于0.5mg/L时，宜采用加氧化剂装置和除铁(锰)串联工艺流程。
若含铁、锰地下水水质较复杂时，如PH值、碱度较低，硅酸含量较高，为保证处理效果，请用户提供水质检验报告或提供原水水样，以便根据不同水质采取相应措施。
工艺流程中的调节水箱，即作溶解氧化与原水的混合反应池，又兼做加压泵的吸水调节构筑物。
如深井泵给水压力能满足除铁(锰)装置要求，也可以不设调节水池和加压泵。
3、单流式机械过滤设备，能去除水中的铁、锰与悬浮物，主要用于：软化、除盐系统和工业给水的预处理工序。
滤料为精制石英砂、锰砂无烟煤。
设备主要材质为碳钢防腐、玻璃钢和不锈钢等。
4、主要技术参数过滤速度：7-10m3/h(单层)、10-12m3/h(双层)，最大不超过15m3/h;进水浊度：≤15mg/L;出水浊度：≤5mg/L;工作温度：常温; 工作压力：≤0.6Mpa反洗压缩空气量：18-25L/m2.S; 滤料层高：1000-1200mm反洗强度：15L/m2.S(单层)、12L/m2.S(双层); 反冲洗时间：4-6分钟。