含铁锰地下水的危害及除铁锰技术
地下水生物除铁除锰工艺的影响参数
地下水生物除铁除锰工艺的影响参数摘要：地下水生物除铁除锰技术工艺主要是跌水曝气以及滤池参数的确定。
本文主要分析地下水生物除铁除锰的影响参数。
关键词：地下水生物除铁除锰影响参数对于城市供水系统而言，地下水作为饮用水水源具有水质稳定，处理工艺简单等特点，但北方地下水地区普遍含有过量的铁和锰。
铁锰含量超标会引起人们的感官上的不适，甚至还会对人们的身体和生活造成不良影响。
例如水中铁含量超标时将产生黄褐色的水；而锰的超标则会形成黑色的水，超标的铁、锰还会在卫生器具上留下黄斑，在衣物上着色，很不美观。
生物除铁除锰技术作为一种经济、高效的除铁除锰方法越来越受到人们的青睐。
目前在滤池需氧量、滤层中铁锰依存关系、同一滤层除铁除锰工艺设计等方面已取得突破性成果。
但在滤池反冲洗方面的研究目前还比较少。
生物除铁除锰技术的关键是生物滤层的培养、成熟及稳定运行[1]。
其中生物滤层的培养、成熟是其稳定运行的前提，而培养、成熟后如何稳定运行是保证其经济高效工作的关键，而滤池的反冲洗又是影响生物滤层的培养、成熟及稳定运行的主要原因之一。
1地下水生物除铁除锰的技术工艺目前井水、地下水处理主要是除铁除锰，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英砂、锰砂，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。
物除铁除锰技术的关键是生物滤层的培养、成熟及稳定运行。
其中生物滤层的培养、成熟是其稳定运行的前提，培养、成熟后如何稳定运行是保证其经济高效工作的关键，而滤池的反冲洗又是影响生物滤层的培养、成熟及稳定运行的主要原因之一。
本文采用的生物除铁除锰的工艺特点主要是采用跌水曝气，在同一生物滤层中除铁除锰。
2地下水生物除铁除锰的影响参数2.1滤速滤速对生物滤膜的培养和稳定运行有重要的作用。
在生物滤膜的形成初期，滤速要较低，滤膜成熟，出水铁锰含量稳定后，滤速可适当变化。
在生物滤膜形成阶段，控制滤速为2m/h。
地下水除铁除锰处理
谢 谢！
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
地下井水铁锰超标的危害及去除（论文）
学 术 论 坛204科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS1 概述水质良好的地下水取至地面,稍经消毒处理即可使用;然而,大多数地下水需经适当的处理,甚至需经特殊处理后才符合饮用水或工业用水的标准究其原因:一是在形成过程中溶解了地层中矿物质,使某些元素在水中的溶解量超过了容许浓度;二是人类活动造成地下水污染。
2 水质中铁、锰超标的危害铁和锰都是人体必须的微量元素。
水质中含有适量的铁和锰,对人体有益无害;但是,若人体长期摄入过量的铁和锰,可致使慢性中毒,可诱发某些疾病。
3 地下井水铁锰超标处理3.1地下井水铁锰超标处理原理地下水中的铁地下水中的铁呈二价离子状态存在,溶于水中,无色,出地面后与空气接触,二价铁氧化成三价铁,先是浑浊,而后成为棕色沉淀。
在缺氧的情况下是很清澈的,抽上来之后在空气中被氧化二价铁离子被氧化成三价,到时候就是那种颜色,再过一点时间絮体沉淀水又澄清了。
其反应式如下:4Fe(HCO 3)2+2H 2O+O 2=4Fe(OH)3↓+8CO 2依据以上原理,在地下水除铁中,一般工艺选用二步法。
第一步向含铁水中曝气溶氧,将二价铁氧化成几乎不溶于水的三价铁,第二步是絮凝过滤除去三价铁的沉淀物,使水得到净化。
3.2地下井水铁锰超标处理工艺流程井水→射流曝气器→混合罐→多介质过滤→精密过滤→超滤装置→用水点3.3地下井水铁锰超标处理工艺系统简述由于目前生活给水源(地下水)的水质指标控制范围偏低,尤其突出在总硬度、铁离子、浑浊度的值限中。
常规的解决方法是利用过滤+吸附法(净化)去除。
3.3.1射流曝气器射流曝气器其结构合理,曝气充分,吸气量大,安装简便,性能稳定,其溶氧量完全可以满足低价铁锰迅速氧化的需要。
水气射流曝气器是一种简易实用的除铁除锰曝气方法,它通过高压射流在吸气室内形成负压吸入空气,气水充分混合使原水中铁、锰得到快速氧化,并迅速形成沉淀,再经多介质滤料过滤,即可把铁锰彻底去除。
农村饮水安全工程---地下水除铁除锰
农村饮水安全工程---地下水除铁除锰提要：阐述了天然地下水微量金属离子超标的危害及针对性的降铁、锰处理工艺，以确保处理后含铁、锰量达国家饮用水的规定，确保农村饮水安全。
关键词：微量金属离子含铁量含锰量除铁锰装置中图分类号：f407.4 文献标识码：a 文章编号：一、概述我国很多地区的天然地下水的成分比较复杂，大都含有很高的铁、锰离子，超过了生活饮用水卫生标准。
含有铁锰的水有铁腥味，在生活中使用这种水会使得家具上产生棕色锈斑，洗涤衣物时会染上黄色或棕黄色污渍，沉淀在管壁内的铁质会使铁菌生长，以致打开水龙头放出红水，过量的铁、锰离子不能被人体直接利用或对人体健康有害，严重影响生活质量并危害身体健康，在进行净水处理时必须将其去除，在达到允许范围内方可作为饮用水使用。
为了适应生活用水的需要，开发利用含铁含锰地下水资源，我公司开发研制的“活性生物膜接触氧化法除铁除锰装置”应运而生。
二、国家标准中生活饮用水铁、锰含量标准国家饮用水质量标准（gb5749-2006）规定如下：铁离子≤0.3mg/l锰离子≤0.1mg/l三、原水水质及铁锰离子的危害铁离子的危害：铁离子本身对人体无直接的危害，主要的缺点来自视觉和环境污染，水中铁离子含量≥0.3mg/l时，水将变浑浊，含量≥1mg/l时，水出现铁腥味，在洗涤的衣物上留下铁锈斑，在卫生洁具和墙地砖上形成黄色污点且不容清洗。
铁在地下水中主要以二价铁离子存在，一旦接触空气很容易被氧化成三价铁离子，并能在水中迅速形成氢氧化铁产生沉淀，很容易被过滤去除。
锰离子的危害：锰离子在水中常以二价形式存在，二价锰在水中被氧化的速度很慢，所以一般不能使水在接触空气后变浑浊。
但是当二价锰被氧化后能产生沉淀，使水的色度增大，其着色能力比铁离子更强，对衣物和器具的污染能力更强，当水中含锰量超过0.3mg/l时将产生异味。
此外，铁锰细菌的存在会造成金属制品（如金属水箱、容器、管道等）的腐蚀。
由于铁、锰离子的去除存在很多共同点，因此地下水的除铁除锰都是同步进行的。
乡镇给排水：除铁除锰
过滤
过滤
（2）氯接触过滤法:
空气
曝气
生物过滤
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3.除铁除锰工艺流程对于铁、锰共存的地下水
其处理工艺流程一般可组合成图下列的各种流程:
Cl2
Al2(SO4)3
含铁含锰原水
絮凝池
沉淀池
除铁滤池
除锰滤池
（1）
除铁除锰水 空气
含铁含锰原水
除铁滤池
Cl2 除锰滤池
除铁除锰水
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（3）
含铁含锰原水
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl- Mn2++HOCl+H2O→MnO2↓+Cl-+3H+， 理论上，每氧化1mg/L的Mn2+需要2×35.5/54.9=1.29mg/L的氯。
添加您的标题 三、除铁除锰方法
1. 除铁方法 1）曝气氧化法 2）氯氧化法 3）接触过滤氧化法
2. 除锰方法 1）高锰酸钾氧化法 2）氯接触过滤法 3）生物固锰除锰法
《生活饮用水卫生规范》规定, 饮用水中铁的含量不应超过 0.3mg/L, 锰的含量不应 超过0.1mg/L 。生产用水, 由于水的用途不同, 对水中铁和锰含量的要求也不尽相同。 纺织、造纸、印染、酿造等工业企业, 为保证产品质量, 对水中铁和锰的含量有严格的 要求。软化、除盐系统对处理水中铁和锰的含量, 亦有较严格的要求。
添加您的标题 四、除铁除锰工艺流程 1．除铁工艺流程
（1）空气自然氧化法:
原水
曝气
沉淀池
Cl2
滤池
除铁 水
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（2）氯氧化法
PAC Cl2
原水
絮凝池
19章2地下水除铁锰
③二价铁氧化 速率与PH的 关系： 可由图19-3看 出： （半对 数） 横轴：时间 （min）。 纵轴：铁Fe2+ 浓度。 PH越高反应 （二价铁的氧 化）越快。
④使氧向水的转移（传质）——曝气 i.复氧; 作用： ii.除CO2→pH↗ 地下水中不含氧，含CO2很高。 氧、二氧化碳略溶于水，其溶解度与温 度和气体分压有关。（物化中学过） 当1个atm PO2=21.3KPa PCO2=0.03~0.1KPa
lg dt
lg k 2 PH
可见：除铁的影 响因素： （1）PH高促进 二价铁的氧化。 （2）K//中隐着氧 化剂的浓度。 （PO2分压力） fig19-2实验与公 式的情况，当 PH<5.5时，二价 铁的氧化速度缓 慢（实验高于公 式计算值）
3、除铁方法： ① 常用氧化剂：O2空气中的氧、方便、经济。 （多用此法） Cl2氧化。 高锰酸钾氧化 ②反应式： 4Fe2++O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+ 每氧化1mg/L的Fe2+ ， 需氧0.14mg/L， 产生0.036 mg/L 的H+ ， →降低1.8mg/L的 碱度（以CaCO3计） →使水偏酸， → PH降 低→降低铁氧化的速度。
5、催化氧化过滤： 在滤料上生成MnO2膜（黑色） 滤料一般是石英砂或锰砂。形成MnO2膜后催 化。 铁对除锰的干扰： 当原水含铁、锰高就应该即除铁又要除锰。 方法： 加厚滤料层 上部除铁 适用铁锰 下部除锰 含量不太高。 双层滤料 上层：除铁 也可在压力滤 下层：除锰 池中分层
⑤方法： 鼓风曝气——将气泡分散于水中。 淋水曝气——将水分散于空气中。 4、设计： ①理论需氧与操作复氧量 理论：1mg/L Fe2+需0.14mg/L O2 。 实际：理论值的3~4倍。 原因：水中其它杂质耗氧；可加快二价 铁氧化速度。
地下水除铁除锰 ppt课件
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1) 铁的来源
1.1 铁锰的来源
三价铁氧
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1.1 铁锰的来源
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2) 锰的来源
1.1 铁锰的来源
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1.2 二价铁、锰的性质
近百年来饮用水除铁除锰机制和p工pt课程件技术一直是一个难以突破的热点11 研 究课题。
1.4 含铁含锰地下水水质
❖ 我国含铁含锰地下水分布广泛，《生活饮用水卫生标准》 规定： 铁＜0.3mg/L 锰＜0.1mg/L
❖ 我国部分地区的地下水
含铁量多在 5~15mg/L 含锰量多在 0.5~2.0mg/L
4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-
（氧化）
Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
（水解）
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
PH<5.5时，铁的氧化速率是非常缓慢的。
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2.1 空气自然氧化法
每氧化1mg/L的二价铁， 理论上需氧0.14mg/L，同时 产生0.036mg/L的H+。但是 每产生1mol/L的H+会减小 1mol/L的碱度。
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高等水化学——重庆大学城市建设与环境工程学院
2. 地下水除铁方法
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2.1 空气自然氧化法
井水铁锰超标怎么处理
井水铁锰超标怎么处理铁锰是人体不可缺少的微量元素，人体内所需要的铁锰主要来源于食物和饮水。
然而，水中含铁量过多，也会造成危害。
据测定，当水中含铁锰的浓度超过一定限度，就会产生红褐色的沉淀物，生活上，能在白色织物或用水器皿，卫生器具上留下黄斑，同时还容易使铁细菌繁殖堵塞管道。
饮用水铁锰过多，会引起身体身体不适。
那么井水铁锰超标怎么处理呢?1、自然氧化法自然氧化法除铁除锰就是以空气中的氧气作为氧化剂，地下水经过充分的曝气充氧后，将Fe2+氧化为Fe3+，并以氢氧化物沉淀的形式析出，再通过沉淀、过滤得以去除，自然氧化除锰时，由于Mn2+的氧化还原电位高于Fe2+，所以在pH9.0时，氧化速率才明显加快，而一般地下水的pH值为6.O～7.5，仅靠曝气散除C02以提高pH值的常规方法很难将水的pH提高到9.O因此从60年代起逐步被接触氧化法所代替。
2、接触氧化法地下水经曝气后，直接进入滤池过滤，随着运行时间的加长，滤料上逐步被铁锰氧化物包覆而形成对地下水中Fe2+、M铲+的氧化有自催化作用的“活性滤膜”。
接触氧化法就是指通过活性滤膜的催化氧化作用将Fe2+、Mn2+氧化的工艺过程。
接触氧化法是对自然氧化法的一大改进。
简化了自然氧化法的工艺流程，提高了除铁除锰的效果和稳定性，但除铁效果较好，但除锰效果较差，除锰机理有待于进一步发展与完善，尤其是当水中有铁锰的络合物时。
地下水中铁锰共存时，一般先除铁后除锰，在铁锰含量都比较低的情况下(原水含铁浓度2mg/L，含锰浓度1.5mg/L)，单级接触氧化除铁除锰工艺可以同时去除铁锰;当原水铁锰含量较高时(含铁浓度10mg/L，含锰浓度3mg/L)，需要采用两级接触氧化除铁除锰工艺才能完成铁锰的去除。
3、物法生物法是我国八十年代末发展起来的地下水除铁除锰新方法，即利用铁细菌生物氧化作用，以期对难以氧化的锰获得良好去除效果，并迸一步降低工程投资及制水成本。
生物法的一些优势使其成为地下水除铁除锰的一个新的发展方向。
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含铁锰地下水的危害及除铁锰技术
饮用含铁地下水对人体健康，目前认为尚无影响，但也不能超过一定含量，而长期饮用含锰量较高的
水，据医学上讲，可给一些人生理上造成一定的影响；含铁、锰的水可使白色织物变黄，给水管道堵塞，
给人们日常生活带来许多不便。
饮用含铁地下水对人体健康，目前认为尚无影响，但也不能超过一定含量，而长期饮用含锰量较高的水，据医学上讲，可给一些人生理上造成一定的影响；含铁、锰的水可使白色织物变黄，给水管道堵塞，给人们日常生活带来许多不便。
一.含铁锰地下水的形成
铁在地球表面分布很广，地壳中的铁质多半分散在各种晶质岩和沉积岩中，它们都是难溶性的化合物。
这些铁质大量的进入水中，一般通过以下几种途径：
1.含碳酸的地下水，对岩层中二价铁的氧化物起溶解作用。
在水的循环中，部分雨水由地表渗入地下的过程中，一般都要经过富含有机物的表土层。
土壤中的有机物在微生物的作用下，被分解而产生出大量二氧化碳，这些二氧化碳溶于水中便使地下水含有大量的碳酸。
含有碳酸的地下水经过地层的渗透和过滤，能逐渐溶解岩层中二价铁的氧化物，而生成可溶于水的重碳酸亚铁：
FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2
当岩层中有碳酸亚铁存在时，碳酸亚铁在碳酸作用下也能生成溶解于重碳酸亚铁。
FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2
2.三价铁的氧化物在还原条件下被还原而溶解于水。
在含有机质的地层中，常由于微生物的强烈作用而处在还原条件下时，水中的溶解氧被消耗殆尽，而由于有机物的分解作用，产生出相当数量的硫化氢和二氧化碳。
在这种条件下，地层中的三价铁首先被硫化氢还原生成FeS沉淀。
Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S
生成的硫化铁在碳酸作用下又生成溶解于水中的Fe(HCO3)2。
FeS+2CO2+ 2H2O= Fe(HCO3)2+H2S
3.有机物质对铁质的溶解作用。
有些有机酸能将岩层中的三价铁还原成为二价铁而使之溶解于水中，还有一些有机物能和铁质生成复杂的有机铁而溶于水中。
综上所述，一般地下水中主要含有二价铁的重碳酸盐，此外，还可能含有可溶性的有机铁盐。
许多资料中介绍，铁和锰同时存在于天然水中，含铁地下水因地区不同，或多或少含有一定量的锰，只有量的多少不同，在此对地下水的锰的形成就不再详述了。
二.铁、锰对日常生活及生产的危害
饮用含铁地下水对人体健康，目前认为尚无影响，但也不能超过一定含量，而长期饮用含锰量较高的水，据医学上讲，可给一些人生理上造成一定的影响；含铁、锰的水可使白色织物变黄，给水管道堵塞，给人们日常生活带来许多不便。
生产中，铁锰可使锅炉结垢，使离子交换树脂中毒失败；在纺织品上产生锈斑；使酿造的饮料变色变味等，尤其是锰可使水产生更大的色变，铁和锰有如此危害，因此国家规定生活用水中含铁不超过0.3mg/l,锰不超过0.1mg/l。
三.水中铁、锰的去除
含铁、锰地下水在地层中经过长期渗透过滤，几乎不含悬浮物，也不含溶解氧，一般水质清澈透明。
当含铁地下水被泵抽升至地面后，空气中的氧便迅速溶解于水中，水中的二价重碳酸亚铁便被氧化成的三价铁，三价铁和水中的氢氧根结合生成不溶于水的氢氧化铁沉淀由水中析出，其反应式如下：
4Fe(HCO3)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3↓+8CO2
依据以上原理，在地下水除铁中，一般工艺选用二步法。
第一步向含铁水中溶氧，将二价铁氧化成几乎不溶于水的三价铁，第二步是过滤除去三价铁的沉淀物，使水得到净化。
在东北地区除铁工艺设计中，分为地上溶氧滤池过滤法和地下溶氧地层过滤法。
所谓地上溶解氧是将水抽至地面后，人为的将空气和水接触，使空气中的氧溶解于水中，再经过滤除铁。
如齐齐哈尔、海拉尔，佳木斯分局水电段均采用此方法。
所谓地下溶解氧地层过滤法，是将溶有大量氧气的水注入回灌井内，溶于水中的氧与水中的二价铁生成三价铁。
然后，经天然地下岩层过滤后，再从水源井将水抽至地面，送至各用户。
四.地下水除铁除锰工艺流程
地上式溶解氧法除铁除锰工艺流程，有几种形式。
选用什么样的流程主要取决于原水的化学成分，如水的碱性；铁和锰的含量。
在北方寒冷地区，当水中碱度大于2.0mg/l；铁小
于2.0mg/l；锰小于1.5mg/l时可采用简单爆气一级过滤法处理，达到除铁除锰的目的。
当水中铁的含量大于5mg/l；锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺，一级过滤先除铁，二级过滤再除锰原因是当铁和锰同时存在于水中时，铁能干扰锰的去除，特别是铁和锰的含量较高时，除锰就更困难。
海拉尔净水所除铁除锰工艺，就依据上述原理和实践经验设计的。
海拉尔除铁除锰净水工程，是我局给水处理能力最大的设计，既包括原有水厂除铁设备的扩能，又有新建除锰设计。
其设计参数如下：
1.水质资料：Fe 5mg/l;Mn 1.5-3.0mg/l碱度 6mg/l- 10 mg/l
2.处理能力：15400t/d
3.工艺流程:由于原水含铁量在5mg/l,锰为3.0mg/l含量较高
所以根据前面所述原理,必须采用曝气→一级过滤→二次曝气→二次过滤工艺流程,方能将水中的铁和锰除去,若采用曝气→一级过滤的简单工艺是不可能达到除锰的目的。
在施工设计之前，我们到海拉尔水电段净水所调查时，发现既有采用简单曝气一级过滤工艺二组240t/h无阀过滤池出水槽内沉积约20mm左右厚的黑色锰质沉淀物，据水电段反映，这些锰质沉淀在给水管道中也有大量结垢沉积，有的地方已造成管道严重堵塞，甚至完全不能通水。
本次设计，为了尽可能除锰，又在原有二组和新建一组无阀滤池一级除铁后的过滤出水，增加了机械强制曝气措施，其目的有二个，一是尽量除去一级处理出水中的二氧化碳，提高水的PH值（据有关资料介绍，表面曝气法可以去除50%-70%的二氧化碳）；二是尽可能的向一级出水中充氧（溶解氧饱和度可达80%-90%），将水中的二价锰大部分氧化成三价锰，然后进入二级过滤时（采用普通快滤池8格），将水中的锰和一级过滤后残留在水综的铁彻底除去，保证出水水质。
为了节省地下水资源，本次设计增设了一套废水回收系统，将80%的反洗水约950t/d回收利用。
理论来源于实践，又在实践中得到验证。
以上设计工艺完全是依据理论推断和实际调查分析后确定的。
该工程已经投入运营，从运营化验出的水质指标完全符合国家饮用水标准，达到预想的结果，取得一定的社会效益和经济效益。
（责编：清风）。