地表水除铁除锰总结
化学除铁锰
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实际需氧量 a 理论需氧量
B.氧化速度
O2 0.14aFe
2 2 2
d Fe dt
k Fe O OH
a—过剩溶氧系数（一般2~5）。
2
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k—反应速度常数，其值与温度有关。
•
PH、温度对Fe2+的影响速度都很大，PH↑1，OH-↑10倍，氧化速 度↑100倍；温度↑15℃，反应速度↑10倍。 • ∴低温、低PH氧化速度相当慢，甚至达一周以上，也不能达到完全氧化， 此外还受碱度、溶解性硅酸等物质的影响,(sio230 mg/L). • 流程为： O2 CO2 • 含铁地下水 除铁水
水的其它处理方法
• 6-1地下水除铁除锰
• 一、含铁地下水水质
• 1.分布普遍 • 2.含铁量
• 因我国地下水分布较广，铁和锰共存于地下水中，含铁量高于含锰 量，从含铁量来看：
• 10 mg/L 较多； • 20~30 mg/L 较少； • 30 mg/L 罕见。 • 国家标准规定：Fe≯0.3 mg/L, Mn≯0.1 mg/L . • 3.含铁形态(溶解性铁的化合物） • 因为，Fe3+、Mn4+在正常水中（PH 5）的溶解度极小。
1 5 Fe (OH ) 2 (OFe ) 2 H 2O O2 H 2O 2 Fe (OH )3 2 H 2O H 4 2
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反应生成物又作为催化剂参与反应，因此，铁质活性滤膜接触氧化 除铁是一个自催化过程。 自动催化作用； 含铁地下水的PH都满足要求，因此不受PH限制，大大扩大了使用范围。 原用锰砂催化理论解释，是不正确的。 作为载体，锰砂、石英砂作用一样，但锰砂和石英砂初期吸附容量 是不同的。 石英砂吸附能力小，开始效果不好。（成熟期一般要2个月） 锰砂吸附能力大，开始就能机械吸附，所以开始效果就好。
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
8 地下水除铁除锰
19.1.1 地下水除铁
19.1.1 地下水除铁
19.1.1 地下水除铁
19.1.1 地下水除铁
19.1.1 地下水除铁
板条式曝气塔 接触式曝气塔 机械通风式曝气塔 1—焦炭层；2—浮 球阀
19.1.1 地下水除铁
19.1.1 地下水除铁
2. 氯氧化法 氯是比氧更强的氧化剂，氯与二价铁的反应式：
（3）接触氧化法
Cl2 原水 曝气装置 接触过滤池 除铁水
19.1.1 地下水除铁
• 空气自然氧化法：不需投加药剂，滤池负荷低， 空气自然氧化法 运行稳定，原水含铁量高时仍可采用。但不适 合于溶解性硅酸含量较高及高色度地下水。 • 氯氧化法 氯氧化法：适用于一切地下水。当Fe2+量较低 时，可取消沉淀池、絮凝池。缺点：形成的泥 渣难以浓缩、脱水。 • 接触氧化法 接触氧化法：不需投药、流程短、出水水质好， 但不适用于含还原性物质多及色度高的原水。
净水工程——西安理工大学水电学院市政工程系
第19章 水的其它处理方法 19章
19.1 地下水除铁除锰
19.1.1 地下水除铁
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
19.1 地下水除铁除锰
除铁除锰工艺流程 硫酸铝 （1）
Cl2 含铁含 锰 原水 絮凝池 沉淀池 除铁滤池 除锰滤池
除铁除 锰水
以氯为氧化剂，根据Fe2+与Mn2+氧化还原电位的 差异，先用氯氧化除铁，再用氯接触过滤除锰 （2）
空气 含铁含 锰原水 除铁滤池 Cl2 除锰滤池 除铁除锰水
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
第表水除铁锰成功案例---曲靖市第三水厂
曲靖市第三水厂（日产六万吨）建成于1997年，设计使用引自42km外的独木水库水源。
但由于水源水锰超标，三水厂多年来没有正式投入使用。
2007年初，在使用杰丽牌覆合锰砂对水源水进行除锰试验成功的基础之上，将六万吨V型滤池全部采用覆合锰砂进行除锰改造。
该水厂现已正常全负荷运行，除锰效果好，水质稳定。
一年多，处理水量已经达到2000多万吨。
一、覆合锰砂的应用，使曲靖市三水厂收到了如下的好效果：1、产水水质稳定⑴在2007年4月10日，技术人员在独木水库水源地对覆合锰砂的除铁锰性能进行现场检测,数据表明：在原水锰含量为0.257mg/L的情况下，过滤水锰含量降为0.02mg/L以下，锰去除率平均93.35％；在原水锰含量为1.6 mg/L的情况下，过滤水锰含量降为0.04～0.025 mg/L, 锰去除率为98.85％，详见附表1。
⑵正式投产运行7个月以来，对滤池进出水进行的检测数据表明，原水锰含量超标4～6倍的情况下，过滤水锰含量降低到0.01～0.06mg/L，锰去除率为95.0～98.8％，详见附表2、附表3。
数据经统计分析，锰平均去除率=96.65％，锰去除率区间估计值为96.03～97.25％。
滤后水锰含量全部优于国家饮用水0. 1mg/L的卫生标准。
2、氯消耗降低，减少了存在于水中的氯衍生物，提高了供水水质，这是最为重要的应用成果。
如果按照一般的技术方法，使用天然锰砂滤料和加大氯的投加量的办法去除铁锰，会造成供水水质氯衍生物增加。
而氯的衍生物是世界公认的对人体致癌的有害物质。
3、节约了生产成本使用覆合锰砂除锰，大量地降低了氯的消耗量，直接节约了水厂成本。
据估算，曲靖市三水厂一年的供水量为2000万吨，每吨水可以节约氯的费用4分钱，一年可以节约资金80余万元。
2007年10月该水厂开始试运行，经曲靖市卫生监督局对出厂水水质跟踪监测，锰含量均优于《国家生活饮用水卫生标准》GB5749—2006中对锰的限值要求（＜0.1mg/L），并于当年对三水厂核发了自来水生产卫生许可证。
含铁锰地下水的危害及除铁锰技术
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)22.三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+H2S3.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。
第一节概述第二节地下水除铁除锰
贵州省燃煤污染型氟中毒
贵州省织金县普翁乡化落村，2003年初步调查，这 个地区受氟中毒威胁的人口达1700多人。 燃煤污染型氟中毒，主要分布在我国西南部地区的 云南、四川、贵州、湖南、湖北等几个省的交界处。据了 解，目前世界上燃煤污染型氟中毒只有我国存在，整个病 区人口有3300万，贵州省是我国燃煤污染型氟中毒最严 重的地方。全省87个县市有37个病区，受威胁人口1900 万，氟斑牙患者1000多万，氟骨症患者64万。 2001年11月，贵州省氟中毒的重灾区织金县对全县 32个乡镇，8至12岁的17878名小学生进行了氟斑牙调 查，平均患病率达到99.8％。贵州有1000万氟斑牙患者， 64万氟骨病人，以县为单位，氟中毒的人口1900万，占 贵州人口的一半。 我国有4000多万人“笑不敢露齿”！
三、含铁含锰地下水的曝气
四. 地下水除铁除锰工艺与设备
1. 工艺流程
地 下 水 除 铁 除 锰
（1）原水只含铁不含锰的除铁工艺 （2）原水铁锰共存的除铁除锰工艺
2. 设 备
地 下 水 除 铁 除 锰2 气设备（1）水射器曝气 （2）跌水曝气 （3）穿孔管或莲蓬头喷淋曝气 （4）曝气塔 （5）叶轮表面曝气
二、氟的作用与危害
氟是人体生命活动不可缺少的必须微量元素之一。在必 需元素中,人体对氟含量最为敏感,从满足人体对氟的需要 到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多 ,因此氟对人 体的安全范围比其他微量元素更窄。须更加注意自然界、 饮水及食物中氟含量对人体健康的影响。 氟在人体中主要分布在骨胳、牙齿、指甲和毛发中, 尤以牙釉质中含量多,氟的摄入量或多或少也最先表现在 牙齿上。当人体缺氟时,会患龋齿,氟多了又会患斑釉齿,如 果再多,会患氟骨症等系列病症。 人体中氟的主要来源是饮水, 我国现行的饮用水标准 规定含氟量不超过1.0mg/L,最高不得超过1.5mg/L。
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地表水除铁除锰总结 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
地表水除铁、除锰
我国城镇和工业企业有百分之七十以上以地表水为水源，而其中以湖泊和水库为水源的又达百分之四十以上。
一、地表水中铁、锰的来源
（1）含铁含锰地下水的补给，将铁、锰带入地表水中。
（2）含铁含锰的工业废水排入地表水中。
（3）雨雪冲刷将地面的含铁、锰化合物带入地表水中。
（4）湖、库水中有机物分解在底部形成厌氧环境，高价的铁、锰化合物被还原为二价铁和二价锰而溶于水中；当水温变化、风浪作用，上游洪水注入湖、库等原因，使底部含铁含锰水向湖库中上层扩散，致湖库水中铁、锰浓度升高。
二、地表水中铁、锰的存在形态
（1）除了含有溶解态的二价铁和二价锰以外，还含有以悬浮物和络合物形态存在的非溶解态的铁、锰化合物。
（2）地表水中虽常含有铁、锰，但一般含量并不高，常不超过水质标准的限值。
但有的地表水体，特别是湖、库水会出现铁、锰浓度超标的现象，并常具有季节性超标的特点。
三、地表水除铁、锰的方法
一般为去除水中的二价铁和二价锰常采用氧化的方法，即先将溶解态的二价铁和二价锰氧化成非溶解态的高价铁、锰化合物，再用混凝等固液分离方法将其由水中除去，从而达到除铁除锰的目
的。
常用的氧化剂有氯、臭氧、二氧化氯、高锰酸钾（及其复合剂）等。
（1）氯氧化法除铁、锰
在天然水 pH条件下,氯氧化二价锰的速度甚慢，只有将水的pH提高到9.5以上，氧化速度才足够地快。
当有催化剂存在时，氯氧化二价锰的速度可大大加快，从而可在天然水 pH条件下除锰，但这对于地表水厂是难以实现的
（2）臭氧氧化法除铁、锰
当水的pH 不低于6.5时，臭氧与锰的反应时间很短，只需数十秒。
但臭氧氧化除铁除锰只在水厂有臭氧制备投加设备时才能用。
当臭氧投加量超过理论值时，会出现二价锰被氧化成七价锰，从而使水产生红色。
所以臭氧投加量需严格控制。
（3）二氧化氯氧化除铁、锰
二氧化氯反应能生成对人体有毒害作用的亚氯酸盐，按照国标水中亚氯酸盐的浓度限值为0.8mg/L，按转化率70%计算，二氧化氯的投加量不宜超过1.0mg/L，能氧化去除约0.3mg/L的二价锰，所以二氧化氯只能于二价锰浓度很低时使用。
（4）高锰酸钾氧化法除铁、锰
高锰酸钾是比氧和氯都更强烈的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化为三价铁。
高锰酸钾可以在中性和微酸性条件下迅速将水中二价锰氧化为四价锰。
当水的 pH在6.5以上时，高锰酸钾氧化水中二价锰的反应很快，一般可在数分钟内完成，并且 pH越高，除锰效果也越好。
当然水温对氧化反应速度也是有影响的，水温越高氧化反应速度越快。
氧化生成的二氧化锰对混凝还有促进作用，能减少混凝剂的用量。
高锰酸钾在国外主要用于水的除铁、除锰、除臭、除味等净水工艺，迄今尚未发现高锰酸钾氧化会出现对人体有毒害的氧化副产物，所以高锰酸钾是一种比氯、二氧化氯、臭氧等更安全的氧化剂。
四、投加高锰酸钾建议
（1）前投，即投加在源水源头，经预氧化供到水厂，再经加矾混凝沉淀工艺，将铁、锰去除。
投加距离远、反应时间长比较好。
（2）严格控制投加量，不可多投，若高锰酸钾投加量超过需要量，处理后的水会显粉红色。
可用肉眼看滤前水的颜色，水微微有点红，则滤后水锰含量就没问题。
（3）高锰酸钾不可与次氯酸钠同时投加，会产生氯气析出。
（4）特殊情况下投加顺序为：先加高锰酸钾，后加矾，再加活性炭处理水。
另外，若管网水铁、锰含量超标，需定期排污冲洗管网。
在滤池底部放置吸附剂，可去除一部分溶解态锰，可降低锰含量。