地下水除铁除锰工艺流程
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
8 地下水除铁除锰分解
第19章 水的其它处理方法
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
(Fe3 / Fe2 ) 0.771V
(MnO2 / Mn2 ) 1.23V
19.1.2 地下水除锰
▪地下水除锰方法
• 地下水中的锰以二价形态存在，锰不能被溶解氧 氧化，也难于被氯直接氧化。
• 工程上采用的方法：高锰酸钾氧化法、氯接触氧 化法和生物固锰除锰法。
1. 高锰酸钾氧化法：氧化性比氯强，由二价→四价
PH<5.5时，铁的氧化速率是非常缓慢的。
19.1.1 地下水除铁
• 除铁所需的溶解氧量：
O2 0.14a Fe2
a—过剩溶氧系数， a =3~5。 • 曝气的目的：
溶氧，散除CO2 ，提高pH ，增大氧化速度； • 提高曝气效果的方法是增大气—水的接触面积。 • 曝气的装置： ❖ 气泡式曝气装置：将空气以气泡形式分散于水中。
3Mn2 KMnO4H2O 5MnO2 2K 4H
19.1.2 地下水除锰
▪地下水除锰方法
2. 氯接触过滤法：
▪ 含Mn2+的地下水投氯后，流经包覆着MnO(OH)2 的滤层，① Mn2+被MnO(OH)2吸附；②在 MnO(OH)2的催化作用下，被氯氧化为Mn4+；③ M物n—4+新与生滤的料M表n面O原(O有H)的2；M④nO新(O生H的)2形Mn成O化(O学H结)2具合 有催化作用，催化氯对Mn2+氧化反应。
除铁锰设备工艺原理及流程简介
除铁锰设备工艺原理及流程简介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。
●工艺原理地下水中的溶解性铁、锰，一般以低价Fe2+、Mn2+形态存在，在pH值为6.8～7.2的条件下，高价铁锰化合物呈胶凝聚沉降，用过滤的方法即可去除。
本设备采用天然锰砂为过滤介质。
除铁原理为地下水中二价铁离子，经曝气后，流经滤层过滤时，被覆盖在滤料表面的生物膜吸附并在催化的作用下被溶解氧所氧化，并吸附在滤料上，氧化生成三价铁的氧化物，作为新的滤膜参与新的催化反应，待产水运行一个周期反洗将过剩的氧化物冲掉。
除锰原理同上。
滤层由于离子选择吸收原理，先除铁后除锰。
当含铁地下水经天然锰砂滤层过滤时，锰砂滤层对水中铁质起着两方面作用：1. 催化与氧化作用，加速水中二价铁氧化为三价铁。
2. 截留分离作用，将铁质从水中分离出去，并截留于滤层之中，这两个作用在锰砂滤层中一般是同时完成的。
●工艺流程1.当地下水中含铁浓度在5~10mg/l，含锰浓度在1~ 2mg/l 时，或地下水中仅含铁而不含锰时，含铁浓度在10mg/l左右时，可采用曝气――单级除铁除锰过滤。
工艺流程：地下水→深井泵→曝气装置→水箱→过滤泵→除铁除锰装置→蓄水池→用水单位。
2.若地下水中含铁、锰较高时，即铁大于10mg/l、锰大于2mg/l时，宜采用曝气――双级除铁除锰过滤。
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。
地下水除铁锰方案
除铁锰的水处理方案进水流量Q=50m³/h,工作压力为2-3公斤，PH=6.5处理后的出水达到《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，处理后的水用于日常家用，采用锰砂过滤器对水中的铁离子和锰离子进水处理，处理工艺流程为曝气→接触氧化→吸附过滤→反洗。
一、工作原理除铁锰装置的工作原理：利用氧化方法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+，最后生成Fe(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。
锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在精制锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，使能起催化作用。
活性滤膜是由R 型羟氢化铁R―FeO(OH)所构成，它能与Fe2+进行离子交换反应，并置换出等当量的氢离子。
Fe2+ +FeO(OH)=FeO(OFe) + +2H+结合到化合物中二价铁，能讯速地进行氧化和水解反应，又重新生成羟其氧化铁，使催化物质得到再生。
Fe0(OFe)+ +O2 +H2O=2FeO(OH)+H+新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。
二、运行过程①.曝气根据水质情况采用深井水余压射流曝气或压缩空气曝气等方式，管道混合溶氧，稳定可靠。
曝气法一方面是增加水中的溶解氧；二是驱除CO2，以提高水的PH值，使二价铁氧化成三价铁沉淀，然后再经过滤。
②.接触氧化滤料采用天然锰砂滤料，其具有催化和过滤双层作用。
天然锰砂的主要成分是二氧化锰（Mno2）它是将Fe2+氧化成Fe3＋的良好催化剂。
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。
室外给水设计 (49) 地下水除铁和除锰
地下水除铁和除锰I 工艺流程选择9.6.1 关于地下水进行除铁和除锰处理的规定。
微量的铁和锰是人体必需的元素，但饮用水中含有超量的铁和锰，会产生异味和色度。
当水中含铁量小于 0.3mg/L 时无任何异味；含铁量为 0.5mg/L 时，色度可达 30 度以上；含铁量达 1.0mg/L 时便有明显的金属味。
水中含有超量的铁和锰，会使衣物、器具洗后染色。
含锰量大于 1.5mg/L 时会使水产生金属涩味。
锰的氧化物能在卫生洁具和管道内壁逐渐沉积，产生锰斑。
当管中水流速度和水流方向发生变化时，沉积物泛起会引起“黑水”现象。
因此，《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。
但有些工业企业用水对水中铁和锰含量并无严格要求或要求不一。
因此，对工业企业用水中铁、锰含量不宜作出统一的规定，设计时应根据工业用水系统的用水要求确定。
9.6.2 关于地下水除铁、除锰工艺流程选择的原则规定。
试验研究和实践经验表明，合理选择工艺流程是地下水除铁、除锰成败的关键，并将直接影响水厂的经济效益。
工艺流程选择与原水水质密切相关，而天然地下水水质又是千差万别的，这就给工艺流程选择带来很大困难。
因此，掌握较详尽的水质资料，在设计前进行除铁、除锰试验，以取得可靠的设计依据是十分必要的。
如无条件进行试验也可参照原水水质相似水厂的经验，通过技术经济比较后确定除铁、除锰工艺流程。
9.6.3 地下水除铁技术发展至今已有多种方法。
如接触过滤氧化法、曝气氧化法、药剂氧化法等等。
工程中最常用的也是最经济的工艺是接触过滤氧化法。
除铁的过程是使 Fe2+氧化生成 Fe(OH)3，再将其悬浮的 Fe(OH)3粒子从水中分离出去，进而达到除铁目的。
地下水除铁除锰
地下水除铁除锰本文着重以下几个方面论述地下除铁除锰：既含铁地下水的形成；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；并应用于本人设计的处理能力为15400吨/日海拉尔净水所工艺流程中。
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。
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。
地下水除铁锰
地下水中常常含有可溶性铁盐和锰盐，影响水的色度，另外，在管壁和过滤材料中蓄积铁、锰沉淀物会降低送水能力，影响水处理。
工业生产会影响到生产器的品质和机械的寿命，对饮用有害人类的健康。
除铁锰过滤器主要包括除去系统中的铁锰离子，净化水质。
我国饮用地下水的农村和城市很多，地下水一般水质较好，作为生活、生产用水水源，具有很多优点，因此优先考虑。
但在很多地区地下水中铁、锰含量超标，如果水中铁、锰含量高时，除影响生活用水对色、味、嗅等感官指标的要求，在用具、洗涤物上产生斑渍外，还会影响人类身体健康。
下面是小编整理的关于地下水去除铁锰离子的方法与工艺分析等内容，希望能对于去除铁锰离子方面起到一些参考价值。
井水除铁/地下水除铁锰处理方法：①根据水质的不同可选择一级或二级处理系统，根据水量选择单台或多台并联系统。
②除铁锰的工艺流程应根据下列条件确定：a.当原水含铁量≤10mg/L、含锰量≤0.5mg/l采用单级处理系统，当含铁量<20mg/l 或锰含量>1mg/l时，采用二级除铁锰处理系统。
b.当原水含铁量≤2.0毫克/升、含锰量≤1.5毫克/升时，可采用：原水曝气—单级过滤除铁除锰c.当原水含铁量或含锰量超过上述数值时，应通过试验确定;可采用：原水曝气—氧化—一次过滤除铁—二次过滤除锰d.当除铁受硅酸盐影响时，应通过试验确定。
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③除锰滤池滤前水的pH值宜达到7.5以上，二次过滤除锰滤池的滤前水含铁量宜控制在0.5mg/l以下。
在地下水除铁除锰的过程中，曝气的作用很大，目前将地下水净化处理后饮用的地区非常多，地下水处理的设备也很多，但工艺上基本一致，在这种情况下，能够省电、节水、处理效果好的设备成为地下水处理设备选择的关键。
，曝气过程在设备中完成，同时设备能够有效去除水体中的铁、锰、有机物（磷、氮、尿素、溶解酶）等，水中的悬浮物去除率99.5%，出水浊度0.3-4NTU。
除铁除锰使用说明书
80t/h地下水除铁除锰系统使用说明一、工艺流程地下水抽水离心泵→曝气塔→调节池→提升泵→压力式除铁除锰装置→常压式除铁除锰装置→清水箱二、工艺说明本系统采用混凝、曝气沉淀、二级除铁除锰设备，处理地下水中铁和锰，混凝剂在地下水抽水离心泵前加入，由水泵运行产生的负压吸入。
使用风机曝气，曝气塔内装有一定数量的填料，使地下水由抽水离心泵抽至曝气塔时表面积增大，风机从曝气塔下部吹气进入曝气塔，使地下水充分曝气。
曝气后地下水流入曝气塔下面的调节池，经过混凝剂的絮凝作用，与地下水中杂质混凝反应和自然沉淀，通过定期排泥而将沉淀物除去。
提升泵在调节池抽水进入压力式除铁除锰和常压式除铁除锰装置，出水进入清水池备用。
三、设备概述1.地下水抽水离心泵功能：抽水进入曝气塔，然后进入调节池备用控制：手动操作操作步骤：1.观察调节池液位，确保水泵启动过程中调节池液位不致太高。
2.确认水泵进出水阀门开启是否正确。
3.手动启动抽水离心泵，观察其压力、流量是否合理。
4.水泵运行过程中观察其压力、流量是否变化，调节池液位高度等。
2.混凝剂加药装置功能：加入混凝剂使地下水混凝在调节池沉淀而去除其悬浮杂质。
加药量：0.8~2.4kg碱式氯化铝/小时，将混凝剂调成10%水溶液液，即加入8~24 L溶液/小时，用户应根据其混凝沉淀的效果而调节加药量。
控制：手动操作操作步骤：1.手动启动抽水离心泵，打开混凝剂出水阀门，调节加药量。
2.观察混凝剂是否足够，应避免抽空，影响水泵正常运行。
3.风机功能：吹风进入曝气塔对地下水曝气，调节地下水PH值，将二价铁转化为三价铁，促进混凝沉淀效果。
控制：手动操作操作步骤：1.手动启动抽水离心泵后，手动启动风机。
2.手动关闭抽水离心泵后，手动关闭风机。
3.注意调节液位，不能超过风机底部。
4.曝气装置功能：使地下水和空气进行逆流混合，增加曝气效果。
5.调节池功能：地下水混凝沉淀，贮存混沉淀后地下水备用。
控制：调节池设置液位开关控制提升泵中液位自动启动，低液位自动停止。
地下水除铁除锰技术12
地下水除铁除锰设备——曝气设备
④ 压缩空气曝气：一般由空气压缩机供气、气水混合器混合，适用于
铁、锰含量较高的大型工程。
⑤ 板条式曝气塔：适用于水中含铁量较高的大型工程。 ⑥ 接触式曝气塔：适用于水中含铁量小于10mg/L的大型程。 ⑦ 叶轮式表面曝气：溶氧效率高、能充分散除CO2和大幅度提高pH值， 适应性强。
概 述
铁锰危害：
水中的含铁量大于0.3mg/l时水便变浑，超过1mg/l时水具有 铁腥味。特别是水中含有过量的铁在洗涤的衣物上能生成锈色斑 点；在光洁的卫生用具上以至与水接触的墙壁和地板上都能着上 黄褐色锈斑。
锰含量过高会使水的色度增大其着色能力比铁高出数倍对衣
物和卫生器皿的污染能力很强,当锰的含量超过0.3mg/l时能使水 产生异味。
地下水除铁、除锰原理
除锰机理：
锰的去除也主要采用氧化法；常用的氧化剂有氧、氯和高锰酸
钾;
生产上广泛采用空气曝气氧化法； 当pH>9.0氧化速度较快，所以必须采用催化剂；
MnO2自催化反应：
MnO2.xH2O+Mn2+=MnO2. MnO.(x-1)H2O+2H+(吸附） MnO2. MnO.(x-1)H2O+1/2O2+H20=2MnO2.xH2O(反应) 二价锰的接触催化氧化总反应： Mn2+ +(x-1)O2+H20+4OH-=2MnO2.zH2O+2(1-z)H2O
地下水去除铁锰离子的方法与工艺分析。
我国饮用地下水的农村和城市很多，地下水一般水质较好，作为生活、生产用水水源，具有很多优点，因此优先考虑。
但在很多地区地下水中铁、锰含量超标，如果水中铁、锰含量高时，除影响生活用水对色、味、嗅等感官指标的要求，在用具、洗涤物上产生斑渍外，还会影响人类身体健康。
下面是小编整理的关于地下水去除铁锰离子的方法与工艺分析等内容，希望能对于去除铁锰离子方面起到一些参考价值。
地下水除铁方法：方法一：曝气氧化除铁法原理：利用空气中的氧将二价铁氧化成三价铁，使之析出，然后经过沉淀、过滤去除。
工艺流程：地下水去除铁锰离子的方法与工艺工艺特点：1、曝气不是完全为了充氧，不可忽视的是散失CO2，恢复地下水本来的OH- 浓度，提高PH值。
2、停留时间应由曝气氧化试验得出的完全氧化时间来决定，只考虑氧化速度是不充分的。
3、溶解性硅酸含量对曝气氧化铁有明显影响。
4、曝气氧化除铁不需要投加药剂，滤池负荷低，运行稳定，是一种经济的除铁方法。
方法二：氯氧化除铁法原理：含铁地下水经过加氯氧化后，通过絮凝、沉淀和过滤去除水中生成的Fe(OH)3的悬浮物。
当原水含铁量小时，可省去沉淀，当原水含铁量更小时，还可省去絮凝池，采用投氯后直接过滤。
工艺流程：地下水去除铁锰离子的方法与工艺工艺特点：1、只要投加必要的氯量，二价铁瞬间就完成氧化，达到Fe2+浓度为零。
2、向原水管中投氯，通过管内混合就可以顺利进行二价铁的氧化。
3、在沉淀池中除去氢氧化铁绒粒、悬浮物的主要目的是减轻滤池的负荷。
4、过滤时除铁工艺不可缺少的操作单元。
5、氯氧化法的适应性很强，几乎适用于各种水质，这是它的最大优点。
方法三、接触过氯氧化除铁法原理：经曝气后含铁地下水经过天然滤池的滤层过滤，水中的二氧化铁的氧化反应能迅速在滤层中完成，并同时将铁质截留于滤层中，从而完成除铁过程。
工艺流程：地下水去除铁锰离子的方法与工艺工艺特点：1、曝气仅仅是为了将空气中的氧气向原水中充入，以达到增加溶解氧浓度的目的，并不考虑二价铁的氧化问题。
地下水除铁除锰技10
• 该装置改变了常用的投药除铁的方法，是 比较环保的新方式。由于不使用任何药品， 不会引起二次污染和影响人体健康；该法 适用于高浓度含铁水的处理，含铁量 50mg/L的水也能处理；水质变动时不影响 出水水质，可得到稳定良好的水质；管理 维修方便，占地面积小，运行成本较低。
生物法
• 生物氧化除锰的一级氧化作用是通过锰氧 化菌胞内的酶促反应实现的，Mn2+吸附在 带负电的锰氧化菌细胞膜表面的胞外聚合 物上，随之产生酶促反应。氧化菌附近分 泌的生物聚合物产生了碱性的微环境，从 而发生简单的催化反应。
• 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。
• 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+。
8 地下水除铁除锰
19.1.2 地下水除锰
• 铁和锰化学性质相似，常共存于地下水中， 但铁的氧化还原电位低于锰，更容易被空气 中的氧气氧化，相同PH值时二价铁比二价锰 的氧化速率快，以致影响二价锰的氧化，因 此地下水除锰比除铁困难。
( Fe3 / Fe2 ) 0.771 V
(M nO2 / M n ) 1.23 V
2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl
含铁地下水经加氯氧化后，通过絮凝、沉淀和过 滤以去除水中生成的Fe(OH)3。可根据水中含铁 量的多少，对工艺进行取舍。
19.1.1 地下水除铁
3. 接触过滤氧化法 以溶解氧为氧化剂，以固体催化剂为滤料，加速 二价铁的氧化。 含铁地下水经曝气后，进入滤池，二价铁先被吸 附在滤料表面，后被氧化，氧化生成物（氢氧化 铁覆盖膜）作为新的催化剂参与反应。自催化反 应。
2
19.1.2 地下水除锰
地下水除锰方法
• 地下水中的锰以二价形态存在，锰不能被溶解氧 氧化，也难于被氯直接氧化。 • 工程上采用的方法：高锰酸钾氧化法、氯接触氧 化法和生物固锰除锰法。 1. 高锰酸钾氧化法：氧化性比氯强，由二价→四价
3Mn2 KMnO4 H 2O 5MnO2 2K 4H
19.1.1 地下水除铁
地下水除铁方法
1. 曝气氧化法 空气中的氧将Fe2+氧化成Fe3+，沉淀、过滤后→分 离 亚铁氧化过程 1 （氧化） • 4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH1 • Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ 22 （水解） • 将 1 + 2 • 4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
除锰工艺技术说明
（3）生物固锰除锰法曝气氧化和生物除锰过滤。除锰工艺流程见表1-5-2。
表1-5-2除锰工艺流程
Ⅰ
KMnO2
原水→混凝→沉淀→石英砂过滤→消毒
Ⅱ
Cl2
原水→天然锰砂过滤→消毒
艺技术说明
地下水水源中锰含量超过生活饮用水卫生标准0.1mg/L时，需采用除锰工艺。地下水中的锰一般以二价形态存在，是除锰的主要对象。锰不能被溶解氧氧化，也难以被氯直接氧化。主要采用∶高锰酸钾氧化法、氯接触过滤法和生物固锰除锰法等。
（1）高锰酸钾氧化法将水中二价锰氧化为四价锰。
3Mn2+＋2KMnO4＋2H2O→5MnO2＋2K+＋4H+
工业给水处理 第二章-除铁除锰
• 含Fe2+地下水，在曝气过程中溶入O2并逸出CO2，后者可提高水的 pH值，加快氧化反应速率。 • 溶解氧使Fe2+转变成Fe(OH)3凝聚物，然后进入石英砂滤池过滤去除 Fe(OH)3。这里的石英砂滤池和常规水处理中的过滤池功能完全相同， 仅起到拦截Fe(OH)3的作用，故又称澄清滤池。 • 因铁的自然氧化速率很慢，故自然氧化法需要设置庞大的氧化池， 其逗留时间1-2h。 • 二价锰在自然氧化条件下，只有将pH值提高到9以上甚至更高，氧 化速率才会明显加快，因此实际上除锰不可能采用此方法。 • 为加快氧化反应速率，简化工艺流程，节省造价，此法正逐步被接 触氧化法所取代。
我国饮用水水质标
准中规定，铁、锰浓度
臭和味 肉眼可见物 pH （pH单位） 铝（mg/L） 铁（mg/L） 锰（mg/L） 铜（mg/L）
分别不得超过0.3mg/L
和0.1mg/L，铁 、 锰含 量超过标准的原水须经 除铁除锰处理。
锌（mg/L）
氯化物（mg/L） 硫酸盐（mg/L） 溶解性总固体（mg/L） 总硬度(以CaCO3计，mg/L） 耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L） 挥发酚类（以苯酚计，mg/L） 阴离子合成洗涤剂（mg/L）
1.2.3 有机物对铁锰的溶解作用
• 有机酸能溶解岩层中二价铁和锰； • 有机物质能将岩层中三价铁还原为二价铁而使之溶于水； • 有机物质能和铁生成复杂的有机铁而溶于水。
含铁岩层呈红色
1.2.4 铁的硫化物被氧化而溶于水
• 较典型的铁的硫化物被氧化： 2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4 • 这是酸性矿水中铁的主要来源，含铁浓度每升可达数百毫 克，一般不作为工业和城镇的给水水源。 • 除酸性矿水之外，一般来说地下水中含有硫酸亚铁的情况 十分罕见。
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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。