接触氧化法除铁
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
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
水污染控制工程 消毒
9.3 其它消毒方法 9.3.1 二氧化氯消毒
1. 二氧化氯特性 ClO2在常温下是一种黄绿色气体,极不稳定,与
Cl2气味相似,气态和液态ClO2均易爆炸,故必须以 水溶液的形式现场制取。
易溶于水,溶解度比Cl2高5倍, ClO2在水中是纯粹的 溶解状态,不与水产生化学反应；
HaloketoCnhelsoropicrin
THM 20%
Unk未noH鉴wanl定oOgre卤gna代nic 有6机4%物
Haloacetonitriles 2%
Chloral Hydrate 1%
Sum of 5 Haloacetic Acids
10% Bromochloroacetic
Acid 3%
氯与有机物反应会生成有机氯消毒副产物：
NOM HClO DBPs
氯消毒的副产物主要有三卤甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs) 等 THMs: CHCl3、 CHBrCl2 、 CHBr2Cl 、 CHBr3 HAAs：一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸、 氯溴乙酸、一溴二氯乙酸、二溴一氯乙酸、三溴乙酸
余氯根据氯的存在形式也分为：
自由性或游离性余氯（free available chlorine）： HOCl、OCl-
化合性或结合性余氯（combined available chlorine）：氯胺
9.2.2 加氯量
加氯量＝需氯量＋余氯
需氯量：灭活水中微生物、氧化有机物和 还原性物质所消耗的氯的量。
消毒方法
物理法 机械法
紫外线消毒
射线消毒 格网 膜
9.2 氯消毒
铁锰超标水处理方案
铁锰超标水处理方案【摘要】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。
据美国，芬兰科学家研究证明，人体中铁过多对心脏有影响，甚至比胆固醇更危险。
我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L，超过标准的原水须经除铁除锰处理。
长时间饮用含铁含锰量过高的水还会严重影响身体健康。
因此，高铁高锰水必须经过净化处理才能饮用。
1.铁锰超标及对人体和生产的危害1.1 铁、锰都属于金属元素，在自然界的岩石和土壤中都很常见，它们往往是一对伴生元素同时存在于天然水中，含铁的地表中或多或少含有一定量的锰。
铁锰含量如果超标管网水中会出现黑色颗粒，并伴有水黑或水黄现象。
1.2 饮用水含高浓度的铁、锰，可引起食欲不振，呕吐，腹泻，胃肠道紊乱，大便失常。
长期饮用会出现慢性中毒症状，诱发肝硬化、骨质疏松、行走困难，严重者甚至出现肌肉震颤等症状。
1.3 在工业用水中，铁锰含量过高会使印染、造纸行业的产品质量下降。
在城市供水行业中，高浓度的铁锰的水源不但要增加净水设施，而且还会使制水成本升高，缩短输送管道的使用年限，降低出厂和管网水质，造成了一定程度经济和社会效益的负面影响。
国家在《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中对作为集中式生活饮用水地表水源地补充项目的铁、锰指标进行限制：Fe≤0.3mg/L、Mn≤0.1mg/L，《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L。
2.含铁锰废水分布及特点2.1含铁废水分布及特点：溶解于天然淡水中的铁含量变化很大，从每升几微克到几百微克,甚至超过1毫克。
重庆红层浅层地下水铁锰去除方法的研究
文章编号:1007-2284(2010)07-0056-03重庆红层浅层地下水铁锰去除方法的研究温金梅,樊新庆,吕玉香,卢鹏飞(重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队,重庆400700)摘 要:重庆市红层地区缺水是普遍存在的现象,并且广泛分布于农村地区,其中地下水中铁、锰含量超标是导致缺水的主要因素之一。
为了使红层浅层地下水得到更好地利用并保障红层地区居民饮用水的安全,探索一套适宜农村地区的铁锰超标处理方法显得尤为重要。
通过分析重庆市广大红层缺水地区分散农户浅机井中地下水的水文地球化学环境,初步确定了铁、锰超标的特殊水质的处理机制,并设计了一套设施构筑简易、可操作性强,运行处理便捷的水处理工艺,此套单级除铁除锰的水处理设备经济可行,效果良好,能基本解决分散农户用水的铁锰超标问题。
关键词:红层浅层地下水;铁锰;曝气;滤料 中图分类号:P 641.8 文献标识码:AResearch on the Removal Method of Fe -Mnin Red Layer of Shallow Groundwater of C hongqing CityW EN Jin -mei,FAN Xin -qing,L B Yu -xiang,LU Peng -fei(208H ydrog eolog ical T eam under the Chong qing G eolog ical Bur eau o f M inerals Ex plo ratio n,Cho ng qing 400700,China)Abstracts:W ater short age is a commo n phenomenon in the r ed -bed reg io n in Chong qing ,and is w idely distr ibuted in r ur al ar eas,where iron and mang anese content of the gr oundwat er is ex cessive,one of the major facto rs leading to water sho rtag e.T o make bet -ter use o f r ed lay ers o f shallow g ro undwater and prot ect lo ca l residents of t he red layer safety of dr inking w ater in rural ar eas,search -ing for a suit able appro ach to handle ex cessiv e mang anese is especially impor tant.T his study analyzes the hydro log ical geo chemical env iro nment of the shallow gr oundw ater in the moto r -pumped w ells of t he fa rmers initially ident ifies the handling mechanism abo ut the iro n and manganese and desig ns a facility w ith simple,w orkable stro ng ,and convenient handling technolog y.T he sing le -stage e -quipment of remov ing iron and manganese is eco no mical,feasible and effet ive and can solve the pr oblem that ex cessive Fe -M n of the scatter ed far mers.Key words:red layer of shallow gr oundw ater;Fe -M n;aerat ion ;f ilter 收稿日期:2010-01-18基金项目:重庆市红层缺水地区找水推广及特殊水质处理方法研究(渝地勘2008-93)。
《地下水处理工艺》PPT课件
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一、地下水除铁方法
地下水除铁就是基于上述原理，常用的氧化剂有 空气中的氧和化学药剂(如CI2、KMnO4等)，因此， 除铁方法可分为空气氧化法和药剂氧化法两大类， 空气氧化法又可分为自然氧化法和接触氧化法两 种。由于接触氧化法最为经济，流程简单，应用 广泛，下面进行着重介绍。
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各种除铁方法的特点
除铁方法
工艺流程
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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
和大量的细菌，它们优先吸附二价铁锰离子，然后再进行催化氧
化。
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三、接触氧化法除铁、除锰工艺
接触氧化法除铁、除锰包括曝气和过滤两个单元。
1、曝气
曝气的目的就是向水中溶入氧，以满足氧化二价铁的需要， 有时也有去除水中二氧化碳以提高pH值的作用。 除铁所需理论氧量可根据方程式计算出，每氧化1mg／L 的二价铁，需氧0.14mg／L，考虑到水中其他杂质耗氧及氧 在水中扩散的因素，实际所需氧量按理论需氧量的3～5倍计 算。除锰所需理论氧量可根据方程式计算出，每氧化1mg／ L的二价锰，需氧0.29mg／L，实际所需氧量须比理论值高。
除铁锰方法
原水除铁、锰介绍1、原水除铁、除锰技术的发展与应用地下水中的铁、锰分别已经Fe2+和Mn2+离子形式存在，除铁、除锰的主要技术思路在于通过化学或生物氧化作用，将离子态的铁、锰转化为固态形式，并最终从水中分离从而净化水质。
地下水除铁除锰的主要方法包括自然氧化法、接触氧化法、生物氧化法和药剂氧化法。
其中自然氧化法、接触氧化法、药剂氧化法都是通过化学氧化的作用将水中的Fe2+、Mn2+转化为固态形式，最终去除水中的铁和锰。
属于化学氧化法；而生物氧化法是通过生物氧化作用来达到去除水中的铁和锰的目的。
1.1自然氧化法除铁、锰自然氧化法包括曝气、氧化反应、沉淀、过滤等一系列复杂的过程．曝气是先使含铁地下水与空气充分接触，让空气中的氧溶解于水中，同时大量散除地下水中的CO2，提高pH值，以利于铁锰的化学氧化。
地下水经曝气后，pH值一般在6．0---7．5之间，Fe2+氧化为Fe3+并以Fe(OH)3的形式析出，通过沉淀、过滤去除。
可是对于Mn2+的去除，只经过简单的曝气是不能实现的，因为Mn2+在pH 大于9．0时，自然氧化速率才明显加快，而地下水多呈中性，在同样的pH条件下，Mn2+的氧化比Fe2+慢得多，难以被溶解氧氧化为沉淀物而去除．所以需向地下水中投加碱(如石灰)，提高pH值，才能氧化Mn2+．可见，自然氧化法除锰后尚需进一步酸化才能使用，这使工艺复杂并增加了运行费用在实际运行中由于Fe(OH)3絮体颗粒细小，易穿透滤层，除铁效果有时达不到要求．氧化和沉淀过程要求处理水在沉淀池中停留时间较长，约2～3 h，因此，该工艺设备庞大，投资高．此外，水中溶解性硅酸与Fe(OH)3形成硅铁络合物使Fe(OH)3胶体凝聚困难，影响Fe(OH)3通过絮凝从水中分离．以上问题的存在，限制了该方法在工程实践中的广泛运用，达不到高效除铁除锰的根本目标。
1.2微生物氧化法20世纪80年代后期，我国的张杰院士等对除锰滤池进行了深入研究，发现滤沙表面有大量微生物繁殖，由此提出了生物催化氧化除铁的新思路，并于90年代在我国率先开展了地下水生物除锰新技术的理论及应用研究．生物除锰的过程包括扩散、吸附和氧化3个阶段．在扩散阶段，Mn2+由水中向生物膜表面扩散；在吸附阶段，扩散到生物膜表面的Mn2+通过范德华引力和细菌胞外分泌物被吸附到生物膜的表面上；在氧化阶段，被吸附的Mn2+被氧化为MnO2，该过程可能包含两个方面，一是在微生物周围及内部形成了一个碱性的微环境，Mn2+在扩散到微生物表面及进入生物膜内部的过程中，被水中溶解氧迅速氧化．二是吸附在生物膜表面的Mn2+在微生物胞外酶的催化下被氧化成MnO2．在滤池中接种铁锰氧化细菌，经培养，熟料表面形成一个复杂的微生物生态系统，该系统中存在着大量具有锰氧化能力的细菌．滤层的活性就来自于附着的锰氧化细菌的活性．细菌在载体上再生出新的吸附表面，从而使吸附、氧化、再生处于动态平衡．生物法是利用微生物技术提出的新方法，该法提高了除锰效果，降低了工程投资及运行费用，是目前该领域的最新发展方向．但在工程实践中，由于各地水质的差异，生物除锰滤柱缺乏规范化的调试运行方法，在反冲洗时间、周期和强度、滤速、溶氧量、滤层厚度、滤料粒径等的选择上没有统一的标准．如何在保证出水合格的前提下缩短滤料的成熟时间、减小水头损失仍是一个应不断研究的课题．1.3接触氧化法地下水经过简单曝气后，直接进入滤池，在滤料表面催化剂的作用下，Fe2+、Mn2+被氧化后直接被滤层截留去除．该法的机理是自催化氧化反应，起催化作用的是滤料表面的铁质和锰质活性滤膜．铁质活性滤膜吸附水中的Fe2+，被吸附的Fe2+在活性滤膜的催化作用下迅速氧化为Fe3+，并且生成物作为催化剂又参与新的催化反应．同理，Mn2+在滤料表面锰质活性滤膜的作用下，被水中的溶解氧氧化为MnO：并吸附在滤料表面，使滤膜不断更新．接触氧化法是目前应用最为广泛的处理技术。
接触氧化法除铁曝气
接触氧化法除铁曝气
题目：接触氧化法除铁曝气的目的不仅为了增加[O2],还为了散除CO2
A.正确
B.错误
答案：B
题目：除铁、除锰的基本工艺流程是什么？
答案：
地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。
当受到硅酸盐影响时,应采用接触氧化法。
接触氧化法的工艺:原水曝气—接触氧化过滤
曝气氧化法的工艺:原水曝气——氧化——过滤
地下水除锰宜采用接触氧化法,其工艺流程应根据下列条件确定:
1)当原水含铁量低于毫克/升、含锰量低于毫克/升时,可采用:
原水曝气——单级过滤除铁除锰
2)当原水含铁量或含锰量超过上述值时,应通过实验确定。
必要时可采用:
原水曝气——氧化——一次过滤除铁——二次过滤除锰!
3)当除铁受到硅酸盐影响时,应通过实验确定。
必要时可采用:
原水曝气——一次过滤除铁(接触氧化)——曝气——二次过滤除锰。
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接触氧化法除铁
接触氧化法除铁是一种常用的除铁方法，通过将铁与氧气接触来使其发生氧化反应，从而将铁转化为易于分离的氧化铁。
这种方法主要应用于工业生产中，特别是在钢铁行业中。
接触氧化法除铁的原理是利用铁与氧气之间的化学反应。
在高温高压的条件下，铁与氧气发生反应生成氧化铁。
氧化铁是一种固体物质，与液态铁相比具有较高的密度和较低的熔点，因此可以很容易地从液态铁中分离出来。
在工业上，接触氧化法除铁通常通过高温高压的反应釜来实现。
首先，将铁和氧气放入反应釜中，并加热至一定温度。
随着温度的升高，铁与氧气发生氧化反应，生成氧化铁。
一旦反应完成，可以通过分离装置将氧化铁与未反应的铁分离开来。
最后，通过降温处理，将氧化铁转化为所需的形式，如粉末或颗粒。
接触氧化法除铁具有许多优点。
首先，它是一种高效的除铁方法，可以在相对短的时间内完成反应，并获得较高的除铁效率。
其次，这种方法对环境友好，不会产生有害的废气或废水。
此外，接触氧化法除铁的设备相对简单，易于操作和维护。
然而，接触氧化法除铁也存在一些局限性。
首先，由于反应需要高温高压条件，因此能耗较高。
其次，反应过程中可能产生一些副产物，如氮氧化物和二氧化碳等。
此外，该方法对铁的纯度有一定要
求，对于含有其他杂质的铁可能不适用。
在实际应用中，接触氧化法除铁通常与其他除铁方法结合使用，以提高除铁效果。
例如，在钢铁行业中，常将接触氧化法除铁与磁选法结合使用，先利用磁选法除去大部分铁磁性杂质，然后再利用接触氧化法除去剩余的铁。
总的来说，接触氧化法除铁是一种常用的除铁方法，具有高效、环保等优点。
在工业生产中得到了广泛应用，特别是在钢铁行业中。
然而，它也存在一些局限性，需要根据实际情况选择合适的除铁方法。
通过进一步的研究和发展，相信接触氧化法除铁在未来会有更广阔的应用前景。