浅谈地下水除铁除锰工艺
地表水除铁除锰总结
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。
浅谈小型自来水厂常用的几种除铁除锰方法
浅谈⼩型⾃来⽔⼚常⽤的⼏种除铁除锰⽅法2019-10-24【摘要】随着我国城镇化改⾰的深⼊，新农村建设如⽕如荼的发展，⼩城镇、新农村社区的功能越来越完备，供⽔系统是其中重要的⼀部分。
⼩⽔⼚是供⽔系统中很重要的⼀个环节，出⼚⽔⽔质必须达到国家新的⽣活饮⽤⽔标准，原⽔的除铁除锰也是很重要的⼀个⼯艺流程。
【关键词】⾃来⽔⼚；除铁；除锰⼀、除铁除锰的必要性我国幅员辽阔，⽔资源分布很不均匀，⼤⼩河流纵横交错，⾃然地理条件悬殊，各地⽔资源不同程度受到⼯业和农业的污染。
国家⽣活饮⽤⽔卫⽣标准规定，铁的含量不⼤于0.3mg/L，锰的含量不⼤于0.1mg/L。
我国的地下⽔分布很⼴，含铁量⼀般在5到15mg/L，超过30mg/L的很少，锰含量⼀般在0.5到2.0mg/L，个别地⽅能达到5到10mg/L。
⽔质中的铁含量和锰含量超过国家⽣活饮⽤⽔标准，会直接威胁到⼈民群众的⾝体健康，所以必须采取措施，把⽣活饮⽤⽔中超标的铁和锰去除。
⼆、除铁除锰的⽅法（⼀）除铁的⽅法1、⾃然氧化法。
可⽤于除铁的氧化剂有氧、氯和⾼锰酸钾。
其中，以利⽤空⽓中氧⽓，最为经济，在⽣产中⼴泛应⽤。
我们单位拥有⼀座⼩型⽔⼚，⽇处理原⽔4000吨，有⼀座60⽶的沉淀池和两组重⼒⽆阀滤池，原⽔取⾃7000⽶外的⼀座⽔库。
夏季，铁、锰的含量超标，冬季不超标。
在⽣产实践中，原⽔在进⼊沉淀池前，充分利⽤场地⽴体空间，⼀⽅⾯降低原⽔的流速，另⼀⽅⾯，尽可能摊薄流经原⽔的厚度，增⼤原⽔的流经⾯积，以利于原⽔尽可能多的与空⽓中的氧分⼦接触，也就是说，尽可能增⼤原⽔与空⽓的接触⾯积，延长它们接触的时间，增⼤原⽔的曝⽓程度，把易溶于⽔的⼆价铁氧化成难溶于⽔的三价铁。
同时，让⽔中⼆氧化碳充分逸散，从⽽提⾼⽔的PH值，可以提⾼氧化速度。
氧化⽣成的三价铁经⽔解后，⽣成氢氧化铁胶体，进⼊沉淀池，逐渐凝聚成沉淀物，沉淀到沉淀池底部，或者经⽆阀滤池除去。
这种⽅法⼜叫⾃然曝⽓法，这种⽅法经过我们实践，很实⽤，既经济，效果⼜好。
岩溶水处理技术
岩溶水是指在石灰岩、白云岩等可溶性岩石中形成的地下水，其处理技术主要针对以下几个方面：
除铁、锰过量：
当岩溶水中铁、锰含量超标时，通常采用曝气-氧化-沉淀法进行处理。
首先通过曝气设备将空气中的氧气引入水中，使二价铁和二价锰氧化为三价形式，然后通过絮凝剂作用使其形成易于沉淀的氢氧化物，最后经过沉淀池或过滤器去除。
硬度处理：
岩溶水往往含有较高浓度的钙、镁离子导致硬度高。
处理方法可以是离子交换法，使用钠离子交换树脂或氢离子交换树脂来软化水质；或者通过石灰-纯碱（碳酸钠）法进行化学软化，生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀后分离。
酸碱度调节：
对于pH值不适宜饮用或工业用途的岩溶水，可以通过添加碱性物质（如石灰乳）提高pH 值，或者加入酸性物质降低pH值，使之达到标准范围。
微生物污染控制：
如果岩溶水受到微生物污染，需进行消毒处理，常见的消毒方法包括氯化消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等。
氟、砷等有毒有害元素处理：
若岩溶水中含氟、砷等超标，则需要特定的技术手段进行深度处理。
例如，对于氟污染，可用活性氧化铝吸附法、电渗析法或反渗透法进行脱氟；对于砷污染，可采用铁盐沉淀法、离子交换法或高级氧化工艺（如Fenton试剂氧化）去除。
矿化度及总溶解固体（TDS）调控：
对于矿化度过高的岩溶水，除了上述针对性的离子去除外，还可以采用反渗透膜技术进行淡化处理，有效减少水中的总溶解固体含量。
以上各种技术的应用需结合具体水源水质特点、处理目标以及经济效益综合考虑。
同时，在实际操作过程中，也需要注意处理设施的设计、运行维护以及处理后的废弃物处置等问题。
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。
如何处理饮用水锰含量超标
如何处理饮用水锰含量超标锰是人体买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。
一般认为锰过多对人体无害，在我国锰只作为感观性状指标看待。
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。
在这个基础上，除铁除锰过滤器开始普遍应用。
饮用水铁锰超标的处理地下水铁锰超标处理：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(HCO3)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 ↓+8CO2一、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。
二、地下水铁锰超标处理工艺流程：第一部分处理：地下水→射流曝气器→混合罐→一级→精密过滤→紫外杀菌→用水点三、地下井水铁锰超标处理工艺系统简述：第一部分：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。
2、混合罐著名的文丘里射流混合法---安全、高效的混合方法。
运行方式---气水强制混合。
优点：投资少，混合好，接触时间短，经射流混合器后氧在水中的氧浓度可为曝气法的数倍。
本公司生产的气水射流混合器采用坚固的耐腐蚀FRP材料加工成形，体积小，使用方便，而且配有单向阀。
地下水除铁除锰技术标准
附录F（资料性附录）地下水除铁除锰技术标准F.1地下水除铁、除锰工艺流程，应根据原水水质、净化后水质要求、除铁除锰试验或参照水质相似水厂的运行经验，通过技术经济比较后确定。
a)地下水除铁，当水中的二价铁易被空气氧化时，宜采用曝气氧化法；当受硅酸盐影响或水中的二价铁空气氧化较慢时，宜采用接触氧化法。
b)地下水铁、锰含量均超标时，应根据以下条件确定除铁除锰工艺：当原水含铁量低于2.0mg/l、含锰量低于1.5mg/l时，可采用：当原水含铁量或含锰量超过上述数值且二价铁易被空气氧化时，可采用：当除铁受硅酸盐影响或二价铁空气氧化较慢时，可采用：c)曝气氧化法除铁，曝气后水的pH值宜达到7.0以上；接触氧化法除铁，曝气后水的pH值宜达到6.0以上；除锰前水的pH值宜达到7.5以上，二次接触氧化过滤除锰前水的含铁量宜控制在0.5mg/l 以下。
F.2曝气装置应根据原水水质、曝气程度要求，通过技术经济比较选定，可采用跌水、淋水、射流曝气、压缩空气、叶轮式表面曝气、板条式曝气塔或触式曝气塔等装置，并符合以下要求：a)采用跌水装置时，可采用1～3级跌水，每级跌水高度为0.5～1.0m，单宽流量为20～50m3/（h.m）；b)采用淋水装置（穿孔管或莲篷头）时，孔眼直径可为4～8mm，孔眼流速为1.5～2.5m/s，距水面安装高度为1.5～2.5m，采用莲蓬头时，每个莲蓬头的服务面积为1.0～1.5m2；c)采用射流曝气装置时，其构造应根据工作水的压力、需气量和出口压力等通过计算确定，工作水可采用全部、部分原水或其它压力水；d)采用压缩空气曝气时，每立方米的需气量（以L计）宜为原水中二价铁含量（以mg/l计）的2～5倍；e)采用板条式曝气塔时，板条层数可为4～6层，层间净距为400～600mm；f)采用接触式曝气塔时，填料可采用粒径为30～50mm的焦炭块或矿渣，填料层层数可为1～3层，DB21/XX-XXXX 每层填料厚度为300～400mm，层间净距不小于600mm。
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。
净水厂除铁和除锰工艺设计之浅见
5科技资讯科技资讯S I N &T NOL OGY I NFORM TI ON 2008N O .14SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N F O RM ATI O N 资源与环境三台子矿区给水工程担负着某煤业集团公司小康矿、大平矿及矿区居住区的供水任务,设计总供水规模为18000m 3/d ,工程分期建设,一期杨家窝棚水源供水工程已先期投入使用,供水规模为5000m 3/d ,二期二家子水源供水工程供水规模为13000m 3/d 。
某净水厂为集团公司三台子矿区二期给水工程核心处理环节,设计处理规模为13000m 3/d 。
二期供水工程水源取自两家子水源地,水源为第四系潜水地下水,水质铁锰超标严重,设计采用了机械通风接触式曝气塔+无阀过滤器二级串联处理工艺,工艺处理及污泥处理实现了全部设备化,并对无阀过滤器的设计进行了改进,污泥处理系统采用了地面式竖流沉淀器,工艺设计进行了有益、创新的尝试。
1除铁锰工艺选择及设计1.1处理工艺流程根据除锰基理及我国多年的实验和生产实践,地下水除锰工艺大多采用曝气接触氧化法。
由于原水含铁、锰指标分别为9.0m g/l 、1.5m g/l ,铁锰超标严重,本设计根据原水水质采用重力式机械通风接触式曝气塔+重力式无阀过滤器二级除铁、锰工艺,其工艺流程为。
1.2工艺设计及参数1.2.1曝气塔曝气塔采用机械通风接触式曝气塔,曝气填料采用活化无毒多面空心球双层布置。
水源井来水从塔的上端均匀配水进入塔体,通过双层空心球尽可能与填料接触,填料下设置离心轴流风机由下至上向塔内充氧,达到对原水进行充分曝气的作用。
曝气塔设计表面负荷为25m 3/m 2.h ,直径为φ3000,单台产水量为175m 3/h,配套4-72-4型离心风机(Q=9750-14750m 3/d ,H=324-224m m,N=7.5KW )。
1.2.2无阀过滤器过滤装置采用无阀过滤器,由于原水铁锰含量较高,设计采用二级串联除铁锰工艺,原水经曝气塔充分曝气后重力进入一级除铁过滤器,经一级处理后进入中间水池,经中间水池提升泵进入二级除锰过滤器。
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浅谈地下水除铁除锰工艺
摘要着重从几个方面介绍地下水除铁除锰工艺。
包括含铁锰地下水的形成、水中铁锰对生产和生活的危害、去除水中铁和锰的原理及方法对比,并总结出几套适用于不同水质情况的除铁锰方案。
关键词地下水;除铁;除锰
我国大部分城市及乡镇居民的饮用水都以地下水为水源,与地表水相比,用地下水作为生活饮用水水源有许多优点,如地下水一般水质较好,处理简单,水处理厂工程造价低,地下水的水质一般不易受到污染,比较安全、可靠、卫生等。
但是我国大部分地区的地下水中常含有过量的铁和锰,不符合生活饮用水的水质标准,严重的影响人们的生产和生活。
1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,生成重碳酸亚铁。
2)三价铁的氧化物在还原条件下被还原而溶解于水中,生成重碳酸亚铁。
3)有机物质对铁质的溶解作用,溶入地下水中。
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。
2铁、锰对日常生活和生产的危害
铁和锰都是人体所必需的微量元素,水中含有微量的铁和锰一般不会对人体造成伤害,但若人体长期饮用铁、锰含量超标的地下水,可能会引起食欲不振,呕吐,腹泻,胃肠道紊乱,大便失常,甚至会对心脏也有影响。
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效;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,因此国家规定生活饮用水中铁含量不超过0.3mg/l,锰含量不超过0.1mg/l。
3地下水中铁、锰的去除方法介绍
对于典型含铁含锰地下水的处理,主要的处理工艺步骤包括絮凝、除铁、除锰以及消毒等,其中除铁和除锰作为最重要的工艺步骤。
目前,主要有以下几种处理方法,见表1、表2。
4地下水除铁除锰工艺流程选择
参照以上除铁、锰方法的列表对比分析,我们可以根据不同地区的不同水质情况设计不同的除铁、锰方案,见表3。
5结论
理论来源于实践,又在实践中得到验证。
以上除铁锰工艺完全是依据理论推断和实际调查分析后确定的。
现依据以上工艺设计的工程均已经投入运营,从运营项目中化验出水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。
参考文献
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