污水深度处理除铁除锰研究进展
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饮用水除铁除锰科学技术进展
饮用水除铁除锰科学技术进展饮用水除铁除锰的科学技术进展目前取得了显著的成果，这主要得益于科技的快速发展和专家学者的不懈努力。
饮用水中的铁和锰是一种常见的水质问题，它们会给饮用水带来不良的影响，水呈黄褐色或黑色、具有金属味道、水质不佳等。
为了保障人们的饮用水安全和健康，科学家们不断探索各种有效的除铁除锰技术。
目前，除铁除锰的科学技术进展主要有以下几个方面。
第一，物理处理技术的发展。
物理处理方法是通过物理力学的作用去除水中的铁和锰，如沉淀、过滤、氧化等。
沉淀法是最常用的一种方法，通过加入一些化学物质使铁和锰得到沉淀并去除。
过滤法是另一种常用的方法，通过一系列过滤器对水进行处理，去除其中的铁和锰。
这些物理处理技术在除铁除锰过程中起到了重要的作用。
第二，化学处理技术的应用。
化学处理技术主要是通过加入一些化学试剂，改变水中铁和锰的性质，使其沉淀或经过氧化反应转化为可沉淀的形态，从而去除。
目前常用的化学处理方法有氯化法、氧化法、硫酸法等。
这些化学处理方法具有高效、快速的优点，能够迅速去除饮用水中的铁和锰。
生物处理技术的研究。
生物处理技术是利用生物物质或微生物对饮用水中的铁和锰进行去除的方法。
目前研究较多的是利用微生物对铁和锰进行生物氧化沉淀。
生物处理技术具有环保、可持续发展的特点，可以有效去除水中的铁和锰。
第四，新型材料的应用。
近年来，一些新型材料在除铁除锰技术中得到了广泛应用，如活性炭、氧化石墨烯、分子筛等。
这些材料具有较高的吸附能力和催化作用，能够高效去除饮用水中的铁和锰。
随着科学技术的进步，饮用水除铁除锰的技术也在不断发展创新。
物理处理、化学处理、生物处理以及新型材料的应用都在改善饮用水质量方面取得了显著的成果。
在实际应用中还存在一些问题，如技术成本较高、处理效果不稳定等，需要进一步研究和改进。
期待未来在除铁除锰技术中取得更多突破，为提高水资源利用效率和保障人们的饮用水安全做出更大贡献。
地下水除铁除锰技术的分析及其发展方向初探
维上， 在纺织品上产生锈色斑点。染色时， 铁和锰能与 染料结合， 使色调不鲜艳。铁和锰还对漂白剂的分解 有催化作用， 使漂白作业发生困难。在造纸工业中， 水 中的铁和锰能选择性的吸附于纤维紊之间， 使纸浆颜 色变黄 ， 并使漂白和染色效果降低。在酿造用水中， 铁
和锰有异味 ， 并能与某些有 机物生 成带 色的化合 物 ， 使
属 管道 的腐蚀 。 对水处理过 程影 响而 言 ， 水处理过 程 中， 在 如果 在 滤料 或离子交换 树脂 表面包一层 铁锰沉 淀物就 会影 响
水直接进入饮用水水源， 水污染 日益严重， 水资源日益
短缺。铁锰 含量 高可 导致水 中色度 升在电渗交换膜上发生沉淀危害性更大。
病变。锰对人体有慢性中毒现象。有 的地区， 水中含
有过最锰 ， 是诱发某些地 方病 的病 因之一。 可能 对于工业用水 影 响而言 ． 为洗 涤 用水 或 生产 原 作 料时会降低产品光泽颜色 等质 量 ， 纺织 ， 如 印染 ， 织 ， 针
造纸等行业影 响尤为突 出。水 中的铁 和锰 能 固着 于纤
化后才能正 常使用 ， 进一 步增 强 了管理 难 度及运 行 费
产品色和味的质量降低。在食品工业 中， 中过量的 水
铁和锰能影 响 产 品的色 泽。在锅 炉用 水 中 ， 锰是 生 铁
成水垢和罐 泥 的成分 之一 。在冷 却用 水 中 ， 能附 着 铁
于加热管壁上， 降低管壁的传热系数， 当水中含铁量高 时， 甚至能堵塞冷却水管。在油田的油层注水中， 铁和
维普资讯
江
西
化
工
２Ｏ 年第 １ ０６ 期
地 下水 除铁 除锰 技术 的分 析及 其发展方 向初探
栾岚 詹健 贾俊松
高铁锰矿井水深度处理技术
精品整理
高铁锰矿井水深度处理技术
一、技术详情
酸性高铁锰矿井水深度处理技术，酸性环境下，矿井废水不仅会对设备产生腐蚀，且各种污染物比较顽固、处理效率低下、反复性较高，以几个煤矿矿井废水处理经验为依托，研究出一套成熟的酸性高铁锰离子处理技术，使废水得到深度的处理，不返红，处理费用比单一中和剂大大降低。
具体的技术内容为：首先通过中和将废水PH调节至10左右，同时进行曝气，将废水中的CO等进行吹脱，能节省中和剂的使用量，然后针对性的按照除铁—除锰—深度除铁—深度除锰的顺序对废水进行针对行去除，本技术的主要创新点为在中和曝气段中和剂的选用，中和剂使用石灰石、纯碱等混合料，中和采用升流式变速中和和普通搅拌中和相结合，通过上述工艺可有效的对废水进行处理，使废水满足相关排放标准。
二、适用范围
适用于煤矿行业产生的矿井废水，高铁锰离子(铁800以上，锰80以上)，酸性(PH：5以下)。
三、水污染防治效果
本项目技术包含一整套处理工艺，针对废水的特性，包含从前处理到污泥处理等的一整套工艺，有机搭配絮凝沉淀、砂滤、锰砂过滤或者超滤反渗透等设备，处理后的废水满足地表水三类标准的要求，具体为PH：6-9，铁：0.3，锰0.1，而水处理的投资一般包括固定投资和年运行投资，本工艺能大大减少固定投资和运行投资，并且处理效果好。
地下水水质除铁锰处理分析
地下水水质除铁锰处理分析梁炳耀1 毛建华2(1．广东省佛山地质局2佛山市南海第二建筑工程有限公司)摘要：本文叙述了地下水含铁、锰超标对人体的危害，通过工程实例说明地下水中的铁、锰含量是可以采用除铁罐装置进行处理关键词：铁；锰危害；除铁罐装置；水质处理1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。
佛山地区位于富饶的珠江三角洲平原区，总面积约3800km2。
随着区域经济的发展，城市范围不断扩大，尤其是当前乡镇企业、民营企业的兴起，工业园区、城乡一体化建设蓬勃发展，用水量的需求越来越大，不少地方地下水过量开采，不少水质遭受不同程度的污染，致使水质总硬度、总矿化度不断升高，水化学类型随之发生变化。
佛山地区地下水铁(Fe2+)、锰(Mn2＋)含量普遍超标，尤其是铁含量严重超标，若不经处理，则不能达到生活饮用水和工业用水的要求。
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，可诱发某些地方病。
地下水中的铁常以二价铁的形式溶解于水中，由于其溶解度较大，所以，刚从地下抽上来时是清澈透明的，但一经与空气接触，溶解于水中的二价铁便发生氧化，生成难溶于水的三价铁氢氧化物从水中析出。
当水中的含铁量大于0．3mg／L时，水便变浑，超过lmg／L时，水具有铁腥味。
地下水中的锰也常以二价锰的形式存在，其氧化析出的速度非常缓慢，产生沉淀后，水的色度增大，其着色能力比铁高数倍，污染能力很强；当锰含量大于0．3m/L时，水会产生异味。
水中含有过量的铁和锰时，在洗涤的衣物上会生成铁色锈斑；在光洁的卫生器具上，乃至与水接触的墙壁和地板上，都会留下难于去除的黄褐色锈斑，给生活使用带来诸多不便。
地下水除铁除锰技术探讨
采 用 改 性 的 石 英 砂 处 理 时 ， 需 要 再 添 加 任 何 混 凝 剂 就 可 不
１ 地 下 水 除 铁 、 锰 原 理 除
由 于铁 和 锰 的 性 质 很 村 似 ， 以 去 除 铁 和 锰 的原 理 也 １ 所 相 同 ， ： 氧 化 法 充 分 曝 气 ， 水 中 的 溶 解 态 的 ＋２价 铁 和 即 用 把
反 应 ， 而 改 变 原 滤 料 颗 粒 表 面 的物 理 化 学 性 质 ． 提 高 滤 从 以 料 的 截 污 能 力 。 即 使 在 中性 环 境 中 ， 能 提 高 滤 料 对 铁 锰 也 的 吸 附 能 力 。 与传 统 滤 料 相 比 ， 性 滤 料 具 有 更 多 的 表 面 改
２ 传统地 下水除铁 、 除锰 技术
长 期 以来 ， 们 一 直 使 用 物 理 化 学 的 方 法 去 除 水 中 的 人
二 价铁 和 二 价 锰 。 美 圈从 １ ５ ： ０年 就 将 锰 质 绿 砂 有 效 的 运 ９
用 到 除 铁 和 除锰 过 程 。 ２ １ 曝 气 氧 化 法 ． ’
因 它 锰 氧 化 成 ＋３价 铁 和 十４价 猛 的 不 溶 态 化 合 物 ， 氧 化 和 絮 吸 附 点 位 ， 此 ， 比 天 然 锰 砂 或 石 英 砂 具 有 更 明 显 的 除 经 铁 、 锰 优 势 。为 增 大 滤 料 颗 粒 的 表 面 分 子 结 构 的 附 着 力 ， 除 凝 后 ， 成的铁 、 沉 淀物可经 过滤 而去 除 ， 而 达到除铁 、 生 锰 从
现 代 商 贸 工 业
Ｍｏ ｅ ｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓｒ ｄ ｒ ｕ ｉ ｓ Ｔ ａ ｅ ｎ ｕｔｙ ｎ Ｉ ２１ Ｏ ０年第 １ 期
地 下 水 除铁 除 锰 技 术 探 讨
１ 地 下 水 除 铁 、 锰 原 理 除
由 于铁 和 锰 的 性 质 很 村 似 ， 以 去 除 铁 和 锰 的原 理 也 １ 所 相 同 ， ： 氧 化 法 充 分 曝 气 ， 水 中 的 溶 解 态 的 ＋２价 铁 和 即 用 把
反 应 ， 而 改 变 原 滤 料 颗 粒 表 面 的物 理 化 学 性 质 ． 提 高 滤 从 以 料 的 截 污 能 力 。 即 使 在 中性 环 境 中 ， 能 提 高 滤 料 对 铁 锰 也 的 吸 附 能 力 。 与传 统 滤 料 相 比 ， 性 滤 料 具 有 更 多 的 表 面 改
２ 传统地 下水除铁 、 除锰 技术
长 期 以来 ， 们 一 直 使 用 物 理 化 学 的 方 法 去 除 水 中 的 人
二 价铁 和 二 价 锰 。 美 圈从 １ ５ ： ０年 就 将 锰 质 绿 砂 有 效 的 运 ９
用 到 除 铁 和 除锰 过 程 。 ２ １ 曝 气 氧 化 法 ． ’
因 它 锰 氧 化 成 ＋３价 铁 和 十４价 猛 的 不 溶 态 化 合 物 ， 氧 化 和 絮 吸 附 点 位 ， 此 ， 比 天 然 锰 砂 或 石 英 砂 具 有 更 明 显 的 除 经 铁 、 锰 优 势 。为 增 大 滤 料 颗 粒 的 表 面 分 子 结 构 的 附 着 力 ， 除 凝 后 ， 成的铁 、 沉 淀物可经 过滤 而去 除 ， 而 达到除铁 、 生 锰 从
现 代 商 贸 工 业
Ｍｏ ｅ ｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓｒ ｄ ｒ ｕ ｉ ｓ Ｔ ａ ｅ ｎ ｕｔｙ ｎ Ｉ ２１ Ｏ ０年第 １ 期
地 下 水 除铁 除 锰 技 术 探 讨
浅谈地下水除铁除锰技术
高到 自 氧化 除锰所 需 的 ｐ 然 Ｈ＞９５的较 高水 平 ， 投 ． 需
加碱 （ 如石 灰 ） 以提 高水 中 ｐ Ｈ值 ， 工艺 流程 更 加 复 使 杂， 处理后 的水 ｐ Ｈ值太高 ， 需要酸化 后才能正 常使用 ，
是过渡性 金属元 素 ， 其标 准 氧化 还原 ， 电位分 别为
过滤所用的滤料能够吸附二价铁与二价锰使滤料形成铁质或锰质滤膜此滤膜能对二价铁与二价锰的氧化起催化作用加速低价铁与锰的氧化当二者含量不高时此滤膜能同时将它们去除但如二者含量均高时二价铁与二价锰对滤料有竞争性的吸附二价铁会阻碍二价锰的吸附和氧化因而除锰效果下降同时因为铁的氧化还原电位低于锰容易被氧气氧化
Ｆ ３ ， 并以 ｅ
Ｆ （ Ｈ） ｅ ０ 的形式 析 出 ， 通 过沉 淀 、 滤得 再 过
以去 除 ； 对于除锰 ， 靠 曝气难 以将地 下水 的 ｐ 仅 Ｈ值提
地下水的铁锰主要以 Ｆ 、ｎ 形式存在 ， Ｍ２ 此外还
有一些高价铁锰的氧化物（ Ｆ ３Ｍ 等 ）铁、 均 如 ０ ， ｒ ， 锰
（ｅ＋ Ｆ２ ＝ ．７ Ｖ及 （ ｌ Ｆ３／ ｅ ） ０ ７ １ ＭＩ ／ ） ．３ Ｖ２， ＝１２ １ ＿ Ｊ
进一 步增 加了管理难度及运行 费用 。
３２ 空气氧化接触过 滤除铁 、 ． 除锰 李 圭白院士多年研究指 出＿ ， Ｆ 、 ｎ 地下水 ３ 含 Ｍ２ Ｊ
锰 的氧化还原电位高 于铁 ， ｎ 比 Ｆ２ 以氧化 。地 Ｍ２ ｅ 难
下水 经 曝 气 充 氧 反应 后 ， ｅ Ｆ２ 化 为 Ｆ ， 以 Ｆ 氧 ｅ 并 ３ ｅ
（ Ｈ） Ｏ 的形式 析出 ， 再通过沉淀 、 过滤 就能去除 ， 除 而去 水 中的锰就 困难得多 。上个世 纪 ６ ０年代 ， 圭 白提 出 李
污水处理中的高效除锰技术
污水处理中的高效除锰技术污水处理是现代社会中一个重要且不可忽视的环境问题。
其中，除锰技术是污水处理过程中必不可少的一环。
本文将探讨污水处理中的高效除锰技术，以解决水体中锰污染问题。
一、锰污染对水体的影响锰是一种广泛存在于自然环境中的元素，也是水体中常见的一种污染物。
在污水中，锰离子的过量存在会对水质产生不良影响。
首先，高浓度的锰会导致水体颜色变化，影响生活饮用水的品质；其次，锰离子的存在会使水体呈现酸性，进而破坏生物生长环境，威胁周边生态系统的健康。
二、传统除锰技术存在的问题传统的除锰技术包括氧化沉淀法、氧化滤池法和生物脱锰法等，这些方法在一定程度上可以去除水体中的锰，但同时也存在一些问题。
1. 沉淀效果不佳：氧化沉淀法通常需要较长的处理时间，且在处理高锰含量的污水时效果不佳。
这是因为锰离子与水体中的其他物质反应较慢，不易沉淀。
2. 设备成本高：传统的滤池法和生物脱锰法需要大量的设备，占用空间较大，并且需要定期更换滤料或生物脱锰剂，增加了运维成本。
三、高效除锰技术的发展针对传统除锰技术的不足，研究人员正在不断探索和开发高效除锰技术，以更好地解决污水处理过程中的锰污染问题。
1. 活性炭吸附法：通过使用活性炭吸附剂，可以有效地去除水体中的锰离子。
这是因为活性炭具有较大的比表面积和高度亲水性，能够吸附锰离子，减少其在水体中的浓度。
2. 高级氧化技术：高级氧化技术包括臭氧氧化、紫外光催化氧化等，可以将锰离子氧化为更易沉淀的锰酸盐，进而实现锰的有效去除。
3. 离子交换法：利用合适的离子交换树脂，可以将水体中的锰离子与树脂表面的其他离子进行交换，达到去除锰的目的。
四、高效除锰技术的应用前景随着科技的进步和研究的深入，高效除锰技术在污水处理领域的应用前景广阔。
1. 提高水质标准：采用高效除锰技术可以有效降低水体中锰的浓度，提高水质标准，保障人们的生活饮用水安全。
2. 减少环境污染：高效除锰技术能够有效去除水体中的锰污染物，减少对周边生态系统的破坏，保护环境。
污水深度处理除铁除锰研究进展
污水深度处理除铁除锰研究进展随着工业的不断发展，社会对铁锰等金属元素的需求量不断增大，铁锰为人类社会带来GDP增长的同时也造成了严重的污染问题,反过来制约人类社会的发展脚步，给人类正常的生活带来较大的影响，鉴于铁锰的污染问题越来越严重，社会上研究铁锰去除的专业人士越来越多，在对微污染水源原水、城市污水、工业废水、雨水中铁锰的去除方法上取得了较大的突破，下面将从这四个方面逐一进行介绍。
1.微污染水源原水除铁锰研究近年来，我国湖泊、水库水污染程度日趋加剧，即使作为城镇水源的水体，也都受到不同程度的污染.国内外关于微污染水源水处理己开展了很多研究，但是由于水源水质的差别,对于特定的水源水质还需要开展针对性的试验研究【1】。
水源水中铁锰的污染不容忽视，Fe含量过高能促进管网中铁细菌的繁殖生长，在管网内壁形成豁性膜,造成洗涤衣物、器皿着色和形成令人反感的沉淀或异味，Fe毒性的动物实验表现为神经抑制、快而浅的呼吸、昏迷、痉挛、呼吸衰竭和心跳停止,还有致癌性；水体中Mn含量过高会使饮用水发出令人不快的味道,并使器皿和洗涤衣物着色，二价锰氧化会产生沉淀和结垢,结垢脱落后随水流流出，形成黑色沉淀。
慢性Mn的暴露会引起生殖功能的改变，虽然有一些动物试验研究表明,适量的Mn具有一定的抗癌作用，但过量摄入施会增加肿瘤的发生率【2】。
鉴于以上微污染水源水中铁锰的污染特点，本文从物理、化学、生物3个方面对微污染水源原水的处理方法进行了研究。
1.1 物理法在物理法中本文主要选取了一种新型的水质水源改善技术——曝气充氧，通过该项技术能够实现水体混合，破坏水体原有的分层结构，控制藻类疯长，增加水体中的溶解氧并在底泥表面形成一层覆盖层,抑制铁锰等向水体中释放。
河水在冬夏两季由于温度差会产生分层的特点，水体分层后，上下层水体缺乏交换，底部发生厌氧状态，会造成底泥氮、磷、铁、锰释放，有机物厌氧分解，使水产生臭味和色度.其中，含氮有机物在氨化细菌作用下分解为氨氮，由于厌氧，不能进一步转化为硝酸根和氮气；底泥中与铁结合的不溶态的磷,也随着铁的还原溶解而释放出磷酸根；铁和锰由不溶态（Mn F ++43,e )还原为可溶态(Mn F ++22,e ),进而释放到水中，对水源水造成污染，对于此，我认为可以通过曝气充氧的途径增加水体中的溶解氧,破坏水体的分层结构,加强水体上下层之间的交换作用,减少Mn F ++22,e 向水体释放的量，进而达到控制污染的目的。
地下水除铁除锰技术分析
化速度才 明显加快 ，在实际应 用 中甚 至通过 强曝气 设施 ，尽最 终期时 ，要控 制好反 冲洗强 度。强度过 大时 ，很容易 将滤料 表
大可能地散除地下水 中 ＣＯ：来提 高 ｐＨ也不 能达到这一 条件。 面 的滤膜冲洗掉 ，这样势必造成过滤初期水质超标 的现象 。
同时 ，因 Ｍｎ“ 比 Ｆｅ 难 以氧化 ，对于铁 、锰共存地下水 （尤其铁 ３．３ 生 物 法
锰共存 ，为排 除铁快速 氧化对锰 氧化 的干扰 ，接触氧 化法采用 一 级曝气过滤除铁 ，二级曝气过滤除锰的分级方法 。工艺流程 仍然 比较复杂 ，运行 费用也偏高 ；另一方面 ，锰难 以在滤层 中快 速 氧化 为 ＭｎＯ：而 附着 于 滤 料 上 形 成 锰 质 活 性 滤 膜 ，除 锰 能 力
地下水 中碳酸溶解岩层 中的二价铁锰氧化物 ，使铁锰分别 接触氧化法 中铁质活性滤膜对容易氧化 的铁 的去除非常有效 ，
以 Ｆｅ“ 、Ｍｎ“的形式 析 出。此外 还有 一些高 价铁 锰的 氧化物 但在除锰方面则发现 一些新 问题。一方 面 ，地 下水一 般为铁 、
（如 Ｆｅ Ｏ 、ＭｎＯ 等 ），在 地 下 水 所 处 地 层 缺 氧 的 还 原 环 境 中 ， 能被地下水 中硫化氢等还原 为 Ｆｅ“ 、Ｍｎ 的形式 。铁 、锰均是 过 渡 性 金 属元 素 ，其标 准氧 化 还 原 ，电位 分 别 为 。（Ｆｅ“／ Ｆｅ“ ）＝０．７７１ Ｖ 及 （ＭｎＯ ／Ｍｎ“ ）：１．２３１ Ｖ，锰 的 氧 化 还
Ｆｅ（ＯＨ），的形式析出 ，再通过沉淀 、过滤就 能去 除，而去除水 中 态 。ＷｉｌｓｏｎＤ８０年指 出载体 的表 面性能对 氧化 Ｍｎ 有重要影
的锰就 困难得多 。在溶解氧充足的条件下 ，水 的 ｐＨ对铁 、锰 的 响，并且 发现有机 物对 Ｍｎ 存在 络合作用 。对除锰 的反应速
我国地下水除铁除锰技术研究进展
水 资源 总量 中 ，有 ７ ２ ７ ９亿 ｍ。 是 与地 表水 资源 的重 复 量 ，占 ８ ６ ． ７ 。受特 殊 地 理位 置 的 制 约 ，我 国水 资 源地 区分 布极 不 均匀 ，总体 而言 ，由东南 向西 北全 国地下水 资 源逐渐 减 少 。在 中国北部 ，地 下水 是供 水 的重 要来 源 ，在 许 多城 市 ，地 下 水是 主要 的 ，有 时甚 至是 唯一 的生 活和 工农业 供水 。在 北部 地 区 ，有 些水 质 较好 但铁 锰 超标 的地 下 水 较 多 ，而 且 含 量 比较 高 。铁 锰 是 人体 必 需 的微 量 元 素 ，但 超 过一 定 限 度 ，也 会造 成很 大 的危 害 ，不 能直 接饮 用或 作 为生产 用水 ，需 要得 到 妥善 处理 ，以满 足工 矿业 生产 和人
胰 腺 、肝脏 和皮 肤 ，诱 发 糖尿病 、肝 硬变 、皮 肤病 等疾 病 。还有 研究 表 明 ：从 生物摄 取 铁 的过 程 看 ，过 多的铁 质会 增加 传染 病 的感染 ；反 之 ，铁 质较 少就 不 容易感 染疾 病 ｊ 。 锰 的生理学 毒性 比铁 更加 严重 ，锰及 其 无机盐 类 危害甚 大 ，人体 摄入 过量 的锰 ，则 会造 成相 关器 官 的病变 ，引起锰 佝偻 病 ，长期 接触 还会 引起 中枢 神经 系统 、消 化系统 和 呼吸 系统方 面 的疾病 等 。如 日本
０ ． ２ ０ １ ． Ｏ Ｏ
０ ． ３ ０ ０ ． ３ ０ Ｏ ． Ｏ ５ Ｏ ． Ｏ ５ 一
一 Ｏ ． ０ ２ Ｏ ． ２
０ ． ３ ０ ０ ． ３ ０ Ｏ ． ０ ３ Ｏ ． Ｏ ３
０ ． ３ Ｏ ０ ． ３ ０ Ｏ ． Ｏ ５ Ｏ ． Ｏ ５ 一
［ 收稿 日期］２ ０ １ ３ —１ １一 ｏ ７
胰 腺 、肝脏 和皮 肤 ，诱 发 糖尿病 、肝 硬变 、皮 肤病 等疾 病 。还有 研究 表 明 ：从 生物摄 取 铁 的过 程 看 ，过 多的铁 质会 增加 传染 病 的感染 ；反 之 ，铁 质较 少就 不 容易感 染疾 病 ｊ 。 锰 的生理学 毒性 比铁 更加 严重 ，锰及 其 无机盐 类 危害甚 大 ，人体 摄入 过量 的锰 ，则 会造 成相 关器 官 的病变 ，引起锰 佝偻 病 ，长期 接触 还会 引起 中枢 神经 系统 、消 化系统 和 呼吸 系统方 面 的疾病 等 。如 日本
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浅谈地下水除铁除锰工艺
接 触 催 化 罐 ），在 滤 料 表 面 的 锰质 活性 滤 膜 的作 用 天 然锰 砂滤 料 滤池 简单 曝气后直接过 滤 ，水力停 留时间短 ，锰 下 ，二 价锰 被水 中 的溶解 氧氧化 为 水合二 氧 的去 除主要受水 中铁的影响 ，要保证稳定 的 能耗 较 低 ，主 要 氧化除锰 化锰 （ 滤罐 ） 在曝气时 消耗。 吸 附于滤 料表 面 ，既除去 了锰 ，同时 除锰效果 ，二 价锰含量不得超过２ ｇ 。 ｍ Ｌ
不受Ｐ Ｈ、硅 酸 、有机色 度物 严 禁 曝 气 ，但 投 加 氯 增 加 运 行 费用
接 触 催 化 后直接 进入 滤池 （ 滤罐 ），在滤 料表 天 然锰 砂 滤料 滤池 曝气 过程 简单 ，只要 向水 中充氧 即可 ；水 力停 留时 动 力 消 耗 较 氧化除铁 面催化 剂的作 用下 ，亚铁 迅速地 被氧 亿 罐１ 间较 短 ；铁 的 去除效 果不 受溶 解性 硅 酸的影 响 ；构 ， Ｊ 、
，
滤膜 也得到 了更 新 。 原 水经 过滤池 （ 滤罐 ）时 ，微生 物利 用水 中 生 物 氧 化 的溶 解 氧氧化 锰获 得能 量 不断 繁殖 并附 着 法 除锰 于 滤料 表面 同 时二氧 化锰 也沉 积下 来 ，与 微生物 一起形成 了锰质活性滤 膜 。
地 下 水 经 过 简 单 曝 气 后 要 絮 凝 、沉 淀
容易 穿透 滤层 ，影 响 出水水 质 ；水 中的溶 解性 硅 酸 充 气 曝 气 时 动 与 三价铁 氢氧 化物 形 成硅铁 络合 物 ，影 响氢氧 化铁 力消耗较大
的絮凝 。
对原 水水质 适应性 强
，
氯氧化 法
质影响 。氯离子易生 成副产 物三卤 甲烷 。
时被 截 留而去 除 。
地下水除铁除锰技术分析
科
蠢
科 技 论Ｉ ＪＩ 坛
地 下 水 除铁 除锰 技术分析
韩 春威
（ 宁省 交通 高 等 专科 学 校 ， 宁 沈 阳 １０ ２ ） 辽 辽 １１２
摘 要： 分析 了地 下水 中铁 、 的去 除机 理 ， 绍 了 自然氧 化 法 、 触 氧化 法 、 锰 介 接 生物 法 三 种 除铁 除锰 技 术 。 关键 词 ： 下 水 ； 铁 ； 地们 日常 氧化 。 一般吸附过程十分迅速 ， 而氧化过程则比 质活性滤膜 ， 除锰能力形成周期较长 ， 由于 而且 生活 到发展农业 以至 国防建 设都需 要用 地下 较缓慢 ， 所以氧化就成为反应的控制步骤 。 被滤 经常性反冲洗等外界 因素 的干扰 ， 效的锰 质 有 水。我 国许多城镇和各企事业单位都 以地下水 膜吸附的二价锰氧化水解后 ，又生成新 的活性 活性滤膜很难形成并保持稳定。 作为重要水源 ， 东北地区的地下水资源丰富 ， 水 滤膜物质参加反应 ，所以锰质 活性滤膜 的除锰 Ｗｉｏ１８ ｌ ｎ ０年指 出载体 的表面性能对氧化 ｓ ９ 质较好 ， 处理工艺简单 ， 但铁锰含量超标却是一 过程 ， 也是一个不断更新的催化反应过程 。 Ｍ 有重要影响 ， 并且发现有机物对 Ｍｎ “存在 个较为普遍 的现象 ， 尤其地表水污染 日趋严重 ， ２地下水除铁除锰技术 络合作用。 对除锰的反应速度产生了阻滞 作用 。 地下水 的开发利用必将 大大增加 ，因此地 下水 ２１ 自 ． 然氧化法除铁 除锰 所以当地下水 中有机物含量过 高时 ，稳定的锰 除铁除锰处理愈加迫切 。 建 国初期 ，国内地下水除铁大多采用的 自 的络合物吸附在滤料的表面会造成接触氧化过 铁和锰都是人体的必须的微量元素 ， 中 然氧化除铁工艺 ， 水 包括曝气 、 氧化反应 、 沉淀、 过 程的受 阻。而且滤料表面形成活性滤膜是一个 含有微量的铁 和锰一般认为对人体无 害。我 国 滤等一系列复杂的流程 。曝气是先使含铁地 下 比 较缓慢 的过程。 在过滤终期时 ， 要控制好反冲 饮用水标准 Ｇ ５ ４ — ５ Ｂ ７ ９ ８ 规定 ， 生活饮用水 中铁 水与空气充分接触，让空气中的氧气溶 解于水 洗强 度， 过大 时 ， 容易将滤料表 面的滤膜 强度 很 的含量不得超过 Ｏ ０ ｇ ，锰 的含量不得超过 中，同时大量地散除地下水 中的 Ｃ ： ．ｍ／ ３ Ｌ Ｏ ，以提高 冲洗掉 。 这样势必造成过滤初期水质超标 的现 ０１ ｇＬ【 水 中的含铁 量大于 ０３ ｍ ／ ．０ ｍ ｌ 】 。 ．０ ｇＬ时水 ｐ Ｈ值。 ｅ 氧化为 Ｆ 并 以 Ｆ （Ｈ）形式析 出， 象 。 Ｆ２ ￣ ｅ ｅＯ ３ 就变浑 ， 过 ｌ ｇ 超 ｍ／ Ｌ时， 水具有铁腥味 。人体吸 再通过沉淀， 过滤得以去除。Ｍ ２ ｎ 则需将 ｐ ＋ Ｈ值 ２ ． ３生物氧化 除铁除锰 人过多的锰会带来某些器官的病变 。铁锰含量 提高到 ９ 以上时 自 ． ５ 然氧化 速度才 明显 加快 ， 针对常规 技术难 以彻底解决地下水除锰 的 超标会在供水管道壁上积累铁锰沉淀物而降低 在实际应用中甚至通过强曝气设施 ，尽最大可 状况 ，张杰等 于 ２ Ｏ世纪 ９ ０年代在我 国率先开 输 水能力 ，沉淀物剥落下来时会发生水质在短 能地散 除地下水 中的 Ｃ 来提高 ｐ ０， Ｈ值也不能 展了地下水生物法除锰新技术 的理论及应用研 时间变 “ 黑水” 红水” 或“ 的现象 。 达到这一条件。 时为 了提高 ｐ 有 Ｈ值 ， 需向地下 究。 并通过大量的微生物学试验 ， 明了滤池中 证 ｌ 地下水除铁除锰 主要机理 水中投加碱（ 如石灰） 工艺流程更复杂 ， 理 铁细菌 的高效生物除锰作用 。生物滤池是利用 ， 使 处 地下水 中碳 酸溶解岩层 中的二价 铁锰氧 后水 的 ｐ Ｈ值太高 ， 需酸化后才能正常使用 ， 进 铁 细菌 的吸附 、催化 氧化作用去除铁、锰。对
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科 技 论Ｉ ＪＩ 坛
地 下 水 除铁 除锰 技术分析
韩 春威
（ 宁省 交通 高 等 专科 学 校 ， 宁 沈 阳 １０ ２ ） 辽 辽 １１２
摘 要： 分析 了地 下水 中铁 、 的去 除机 理 ， 绍 了 自然氧 化 法 、 触 氧化 法 、 锰 介 接 生物 法 三 种 除铁 除锰 技 术 。 关键 词 ： 下 水 ； 铁 ； 地们 日常 氧化 。 一般吸附过程十分迅速 ， 而氧化过程则比 质活性滤膜 ， 除锰能力形成周期较长 ， 由于 而且 生活 到发展农业 以至 国防建 设都需 要用 地下 较缓慢 ， 所以氧化就成为反应的控制步骤 。 被滤 经常性反冲洗等外界 因素 的干扰 ， 效的锰 质 有 水。我 国许多城镇和各企事业单位都 以地下水 膜吸附的二价锰氧化水解后 ，又生成新 的活性 活性滤膜很难形成并保持稳定。 作为重要水源 ， 东北地区的地下水资源丰富 ， 水 滤膜物质参加反应 ，所以锰质 活性滤膜 的除锰 Ｗｉｏ１８ ｌ ｎ ０年指 出载体 的表面性能对氧化 ｓ ９ 质较好 ， 处理工艺简单 ， 但铁锰含量超标却是一 过程 ， 也是一个不断更新的催化反应过程 。 Ｍ 有重要影响 ， 并且发现有机物对 Ｍｎ “存在 个较为普遍 的现象 ， 尤其地表水污染 日趋严重 ， ２地下水除铁除锰技术 络合作用。 对除锰的反应速度产生了阻滞 作用 。 地下水 的开发利用必将 大大增加 ，因此地 下水 ２１ 自 ． 然氧化法除铁 除锰 所以当地下水 中有机物含量过 高时 ，稳定的锰 除铁除锰处理愈加迫切 。 建 国初期 ，国内地下水除铁大多采用的 自 的络合物吸附在滤料的表面会造成接触氧化过 铁和锰都是人体的必须的微量元素 ， 中 然氧化除铁工艺 ， 水 包括曝气 、 氧化反应 、 沉淀、 过 程的受 阻。而且滤料表面形成活性滤膜是一个 含有微量的铁 和锰一般认为对人体无 害。我 国 滤等一系列复杂的流程 。曝气是先使含铁地 下 比 较缓慢 的过程。 在过滤终期时 ， 要控制好反冲 饮用水标准 Ｇ ５ ４ — ５ Ｂ ７ ９ ８ 规定 ， 生活饮用水 中铁 水与空气充分接触，让空气中的氧气溶 解于水 洗强 度， 过大 时 ， 容易将滤料表 面的滤膜 强度 很 的含量不得超过 Ｏ ０ ｇ ，锰 的含量不得超过 中，同时大量地散除地下水 中的 Ｃ ： ．ｍ／ ３ Ｌ Ｏ ，以提高 冲洗掉 。 这样势必造成过滤初期水质超标 的现 ０１ ｇＬ【 水 中的含铁 量大于 ０３ ｍ ／ ．０ ｍ ｌ 】 。 ．０ ｇＬ时水 ｐ Ｈ值。 ｅ 氧化为 Ｆ 并 以 Ｆ （Ｈ）形式析 出， 象 。 Ｆ２ ￣ ｅ ｅＯ ３ 就变浑 ， 过 ｌ ｇ 超 ｍ／ Ｌ时， 水具有铁腥味 。人体吸 再通过沉淀， 过滤得以去除。Ｍ ２ ｎ 则需将 ｐ ＋ Ｈ值 ２ ． ３生物氧化 除铁除锰 人过多的锰会带来某些器官的病变 。铁锰含量 提高到 ９ 以上时 自 ． ５ 然氧化 速度才 明显 加快 ， 针对常规 技术难 以彻底解决地下水除锰 的 超标会在供水管道壁上积累铁锰沉淀物而降低 在实际应用中甚至通过强曝气设施 ，尽最大可 状况 ，张杰等 于 ２ Ｏ世纪 ９ ０年代在我 国率先开 输 水能力 ，沉淀物剥落下来时会发生水质在短 能地散 除地下水 中的 Ｃ 来提高 ｐ ０， Ｈ值也不能 展了地下水生物法除锰新技术 的理论及应用研 时间变 “ 黑水” 红水” 或“ 的现象 。 达到这一条件。 时为 了提高 ｐ 有 Ｈ值 ， 需向地下 究。 并通过大量的微生物学试验 ， 明了滤池中 证 ｌ 地下水除铁除锰 主要机理 水中投加碱（ 如石灰） 工艺流程更复杂 ， 理 铁细菌 的高效生物除锰作用 。生物滤池是利用 ， 使 处 地下水 中碳 酸溶解岩层 中的二价 铁锰氧 后水 的 ｐ Ｈ值太高 ， 需酸化后才能正常使用 ， 进 铁 细菌 的吸附 、催化 氧化作用去除铁、锰。对
地下水除铁除锰技术研究进展
地下水除铁除锰技术研究进展＊王振兴１ 王鹤立２ 李向全１ 侯新伟１ 刘玲霞１（１．中国地质科学院水文地质环境地质研究所，石家庄 ０５００６１；２．中国地质大学（北京）水资源与环境学院，北京 １０００８３）摘 要：对地下水铁锰污染现状及危害进行了介绍，概述了地下水铁锰去除技术方法：主要包括自然氧化法、接触氧化法、生物氧化法等。
重点综述了生物法除铁锰的研究进展，从滤料、微生物筛选及驯化、运行条件等方面进行强化以提高除铁除锰效率，是该研究方向的重点。
关键词：地下水；铁锰；生物法；氧化法；进展ＴＨＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＦＯＲ ＩＲＯＮ ＡＮＤＭＡＮＧＡＮＥＳＥ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＩＮ ＧＲＯＵＮＤＷＡＴＥＲＷａｎｇ Ｚｈｅｎｘｉｎｇ１ Ｗａｎｇ Ｈｅｌｉ ２ Ｌｉ Ｘｉａｎｇｑｕａｎ１ Ｈｏｕ Ｘｉｎｗｅｉ １ Ｌｉｕ Ｌｉｎｇｘｉａ１（１．Ｉｎｓｔｉｆｕｔｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｒｅｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００６１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｆｅｒｒｏｍａｎｇａｎｅｓｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈａｒｍ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｆｅｒｒｏｍａｎｇａｎｅｓｅ ｉｎ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｗｅｒｅ ｏｖｅｒｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔａｃｔ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｆｅｒｒｏ－ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｗａｓ ｆｏｃｕｓｅｄ．Ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｔｈａｔ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｆｅｒｒｏｍａｎｇａｎｅｓｅｂｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ ｆｉｌｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｖｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｅｔｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ；ｆｅｒｒｏｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｐｒｏｇｒｅｓｓ＊国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００８ＺＸ０７２１２－００３）。
地下水除铁除锰技术的研究进展
处于采用两级曝气、两级过滤的研究和应用阶段。另 外Ｅｔ本虽对生物除铁除锰技术也进行了研究和应 用，但也只是应用于慢滤池中。
３几种典型的地下水除铁除锰技术
３．１空气氧化法 含铁地下水抽升到地面后经曝气充氧，利用 溶解氧将Ｆｅ２＋氧化为Ｆｅ（ＯＨ），颗粒，因其溶解度小 而沉淀析出，使原本清澈透明的地下水变为黄褐 色的浑水，Ｆｅ（ＯＨ），颗粒在以后的沉淀、过滤等固 液分离净化工序中被去除，从而达到除铁的目的。 这种不依靠催化物质而利用空气直接将Ｆｅ２＋氧化 为Ｆｅ（ＯＨ），，然后将其颗粒从水中分离出来的除铁 方法称为空气直接氧化除铁法（简称空气氧化 法）。 主要净化单元有４个。
问题。实际上，铁被看做是离子交换树脂的一种铁
锈。因此，水在进入离子交换器前，含铁量应当限制 在ｌ～２ｍｇ／Ｌ。如果处理得好，离子交换器的出水中含 铁量为Ｏ．１ ｍｇ／Ｌ或更少些。 ３．６碱化除锰法 向含Ｍｎ“地下水中投加石灰，ＮａＯＨ，ＮａＨＣ０３等
碱性物质，将ｐＨ值提高到９．５之上，溶解氧迅速地
将Ｍｎ２＋氧化成ＭｎＯ：而析出，但是处理水中的ｐＨ值 太高，需要酸化后才能供生活之用。 ３－７光化学氧化法 在阳光照射和含游离氯的条件下，中性含锰水 很快析出ＭｎＯ：沉淀，这是紫外线激活了氯离子，使 之与Ｍｎ２＋ｊ挂行了强烈的光化学反应。 ３．８不加药的除铁方法 将含铁地下水抽至地面，经过加压泵，由特殊的 水射器将空气中的氧气与水混合，强制氧化后变成
万方数据
方法。 该除铁技术的特点：
４结语
经过多年的发展，各种地下水除铁除锰技术日 渐成熟，各具特色。 空气氧化法利用空气做氧化剂，但由于Ｆｅ２＋氧
ｍｇ／Ｌ
（１）不使用Ｃ１：，ＰＡＣ和其他任何药品，不会引
起二次污染和影响人体健康。 （２）适应高浓度含铁水的处理，含铁量约５０ 的水也能处理。 （３）自动运行，不加药品，管理维修方便。 （４）不需要药品和投药设备的经费，只需动力 费用，可降低运行成本。 （５）水质变动时不影响出水水质，可得到稳定 良好的水质。 （６）各部件都安装在较小的空间内，占地面积小。
３几种典型的地下水除铁除锰技术
３．１空气氧化法 含铁地下水抽升到地面后经曝气充氧，利用 溶解氧将Ｆｅ２＋氧化为Ｆｅ（ＯＨ），颗粒，因其溶解度小 而沉淀析出，使原本清澈透明的地下水变为黄褐 色的浑水，Ｆｅ（ＯＨ），颗粒在以后的沉淀、过滤等固 液分离净化工序中被去除，从而达到除铁的目的。 这种不依靠催化物质而利用空气直接将Ｆｅ２＋氧化 为Ｆｅ（ＯＨ），，然后将其颗粒从水中分离出来的除铁 方法称为空气直接氧化除铁法（简称空气氧化 法）。 主要净化单元有４个。
问题。实际上，铁被看做是离子交换树脂的一种铁
锈。因此，水在进入离子交换器前，含铁量应当限制 在ｌ～２ｍｇ／Ｌ。如果处理得好，离子交换器的出水中含 铁量为Ｏ．１ ｍｇ／Ｌ或更少些。 ３．６碱化除锰法 向含Ｍｎ“地下水中投加石灰，ＮａＯＨ，ＮａＨＣ０３等
碱性物质，将ｐＨ值提高到９．５之上，溶解氧迅速地
将Ｍｎ２＋氧化成ＭｎＯ：而析出，但是处理水中的ｐＨ值 太高，需要酸化后才能供生活之用。 ３－７光化学氧化法 在阳光照射和含游离氯的条件下，中性含锰水 很快析出ＭｎＯ：沉淀，这是紫外线激活了氯离子，使 之与Ｍｎ２＋ｊ挂行了强烈的光化学反应。 ３．８不加药的除铁方法 将含铁地下水抽至地面，经过加压泵，由特殊的 水射器将空气中的氧气与水混合，强制氧化后变成
万方数据
方法。 该除铁技术的特点：
４结语
经过多年的发展，各种地下水除铁除锰技术日 渐成熟，各具特色。 空气氧化法利用空气做氧化剂，但由于Ｆｅ２＋氧
ｍｇ／Ｌ
（１）不使用Ｃ１：，ＰＡＣ和其他任何药品，不会引
起二次污染和影响人体健康。 （２）适应高浓度含铁水的处理，含铁量约５０ 的水也能处理。 （３）自动运行，不加药品，管理维修方便。 （４）不需要药品和投药设备的经费，只需动力 费用，可降低运行成本。 （５）水质变动时不影响出水水质，可得到稳定 良好的水质。 （６）各部件都安装在较小的空间内，占地面积小。
地下水除铁锰技术的现状及发展
地下水除铁锰技术的现状及发展随着对铁锰氧化机理研究的不断深入，已开发出多种地下水除铁除锰技术，目前常用的主要有以下几种工艺方法。
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，除铁氧化反应见式l—l：4Fe2+＋O2+2H20＝4Fc3+＋OH－(1一1)自然氧化除锰时，由于Mn2+的氧化还原电位高于Fe2+，所以在pH>9．0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以上，所以除锰必须另外投加碱。
自然氧化法工艺通常由曝气、反应沉淀、过滤组成，其特点是：工艺过程复杂，设备庞大，处理效果不稳定，工程投资高。
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。
研究发现：对Fe2+氧化起催化作用的成分主要为Fe(0H)3•2H20，称为“铁质活性滤膜”，反应原理式见式1—2和l一3：对Mn2+氧化起自催化作用的成分主要为Mn02•xH20，反应原理式见为式1-4和1－5：Fe(OH)3•2H20+Fe2+=Fe(OH)2-(0Fe)•2H20+H＋(1—2)Fe(OH)2+(OFe)•2H20+1/402+5/2H20＝2Fe(OH)3•2H20+H＋(1—3)Mn2++Mn02•xH20＝Mn02•MnO•(x．1)H20＋2H＋(1一4)Mn02.MnO。
(x-1)H20+l／202+H20＝2Mn02•xH20 (1—5)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，但在实际应用中仍存在着以下一些问题：接触氧化法的活性滤膜需要在运行过程中逐步形成，一般形成周期称为“成熟期”。
对地下水除铁除锰新型处理工艺的调试研究
所示。
、
０． ８ ０．６
螭 ０４ ．
躜 ０
．
２
０
高锰 酸 钾投 加 量 （ｇ Ｌ ｍ／ ）
柏 耀 罐 爨 催ｆ ■ 坪 ｔ 醺附 并 滑术 柏
图 ２
图 １
（ ） １ ５日新增的加药系统投入使用 ， ３１ 月 并取系统出水 分析
地 下水 经深 井泵打入原水箱 ，在水箱 内安装潜水射流 曝气 化验 。最终确定在 ３ ／ 右出水锰 在 ０２ ｇＬ为最优点 ， ｍｇ Ｌ左 ．ｍ ／ 但仍 机， 将水 中铁 、 进行预曝 气氧化 ； 锰 原水 箱 出水 通过提 升泵提 升 未达到设 计要 求（ ０１ ／ ） ＜． Ｌ。 ｍｇ
纵 Ｉ 超标达 １ ； Ｏ ５ ８ ｇＬ 大 于规 定 的 ３ ｇＬ 其余指标 均达 时取 得 较 好 受 瑚效 果 实验 投 加 数 据 （ 轴 为 总 镐含 量 ） 网 ２． ０倍 Ｃ Ｄ ～ ｍ ／ ， ｍ ／；
到《 城市供水水质标准》 ＪＩ０ — ０ ５所规定 范围。 ｃ 厂２ ６ ２ ０ ’ １ 工艺流程。该工程处理能力为 ４ ｍ ．， ． ２ ０ ３ 具体工艺流程如 图 １ ／ ｈ
９日时 。 检测 出水锰稳 定在 ０６ ｇＬ 不再 降低 ， ，ｍ ／ ， 具体 数据见 提 供 的水 质 检 测 报 告 书 显 示 Ｆ 一１ｍｇ Ｍｎ ｅ ２ ／ Ｌ， 一１ ｍ ／ ， 月 ２ ． ｇＬ ２
ＣＤ Ｏ 一５ ８ ｇ ， － ｍ ／ 超过 《 市供水水 质标准 》 Ｊｒ０ — ０ ５所规 下 表 ： Ｌ 城 ｃ，２ ６ ２ ０
抬
。
下 水 实 室 拟 。．； 原 到 验 模 现； ． ０９ ０１ 。 ７
… … ， ． Ｌ ． … 一 ． 一
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高锰 酸 钾投 加 量 （ｇ Ｌ ｍ／ ）
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图 ２
图 １
（ ） １ ５日新增的加药系统投入使用 ， ３１ 月 并取系统出水 分析
地 下水 经深 井泵打入原水箱 ，在水箱 内安装潜水射流 曝气 化验 。最终确定在 ３ ／ 右出水锰 在 ０２ ｇＬ为最优点 ， ｍｇ Ｌ左 ．ｍ ／ 但仍 机， 将水 中铁 、 进行预曝 气氧化 ； 锰 原水 箱 出水 通过提 升泵提 升 未达到设 计要 求（ ０１ ／ ） ＜． Ｌ。 ｍｇ
纵 Ｉ 超标达 １ ； Ｏ ５ ８ ｇＬ 大 于规 定 的 ３ ｇＬ 其余指标 均达 时取 得 较 好 受 瑚效 果 实验 投 加 数 据 （ 轴 为 总 镐含 量 ） 网 ２． ０倍 Ｃ Ｄ ～ ｍ ／ ， ｍ ／；
到《 城市供水水质标准》 ＪＩ０ — ０ ５所规定 范围。 ｃ 厂２ ６ ２ ０ ’ １ 工艺流程。该工程处理能力为 ４ ｍ ．， ． ２ ０ ３ 具体工艺流程如 图 １ ／ ｈ
９日时 。 检测 出水锰稳 定在 ０６ ｇＬ 不再 降低 ， ，ｍ ／ ， 具体 数据见 提 供 的水 质 检 测 报 告 书 显 示 Ｆ 一１ｍｇ Ｍｎ ｅ ２ ／ Ｌ， 一１ ｍ ／ ， 月 ２ ． ｇＬ ２
ＣＤ Ｏ 一５ ８ ｇ ， － ｍ ／ 超过 《 市供水水 质标准 》 Ｊｒ０ — ０ ５所规 下 表 ： Ｌ 城 ｃ，２ ６ ２ ０
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地下水除铁锰技术的研究进展
地下水除铁锰技术的研究进展作者：张晓彤来源：《今日湖北·中旬刊》2014年第02期摘要对地下水铁锰污染现状及危害进行了介绍，概述了地下水铁锰去除技术方法：主要包括自然氧化法、接触氧化法、生物氧化法等。
重点综述了生物法除铁锰的研究进展，从滤料、微生物筛选及驯化、运行条件等方面进行强化以提高除铁除锰效率，是该研究方向的重点。
关键词地下水铁锰生物法氧化法进展一、引言我国目前地下水开采量约占全国城市总用水量的30%，饮用地下水的城镇居民达l亿人以上。
我国地下水铁锰超标现象日趋严重，铁锰离子的大量存在不但降低了地下水的使用价值更增加了饮用水安全隐患。
本文对地下水铁锰污染现状、危害以及去除方法进行概述，同时介绍当前地下铁锰去除技术的研究进展。
二、研究背景在浅层地下水中，地表植物对水中铁的浓度起着主要的调节作用。
茂密树林附近地下水中铁的浓度是树林边缘无植物地区地下水中的 5～120 倍。
另一方面，浅层地下水中 O2可能与溶解性的 Fe2+反应，氧化为 Fe3+。
Fe3+不稳定，容易形成 Fe（ OH）3沉淀。
雨水离子强度比较低，导致铁和铝离子进入此部分雨水而流失。
铁和亚铁离子的平衡电位在 pH=6附近，为 390mV。
因此， pH 和氧化还原电位的季节性变化会引起铁离子之间的平衡以及铁离子浓度的波动。
（一）地下水中铁和锰的用水标准世界各国对于饮用水的铁、锰含量都进行了严格的限制。
按中国和 WHO 的标准，饮用水中铁和锰的允许含量分别为 0.3mg/L 和 0.1mg/L，美国则对锰的含量限制为 0.05mg/L。
不同工业的用水对铁、锰含量也有特定的标准。
（二）地下水除铁除锰技术的发展概况因为地下水铁、锰含量超标具有一定的普遍性地下水除铁除锰技术的研究进展环境保护与循环经济和危害性，所以早在建国初期我国科技部门就确立了“地下水除铁除锰”这一具有重要社会及经济意义的课题。
其中生物固锰除锰技术的确立，展现了地下水除铁除锰的现代观，引起了国内外众多专家学者的兴趣。
污水除铁除锰方案
污水除铁除锰方案污水中的铁和锰是我们日常生活中常见的污染物之一，其具有一定的毒性和危害性。
因此，对污水中的铁和锰进行除去是非常重要的。
以下是一种常用的污水除铁除锰方案，包括工艺原理、步骤和设备选型等。
一、工艺原理常见的污水除铁除锰工艺是氧化法。
该工艺利用氧化剂将铁锰离子转化为其氧化态形成沉淀物，通过沉淀物的沉淀或过滤除去污水中的铁和锰。
二、步骤和设备选型1.机械预处理首先进行机械预处理，去除污水中的大颗粒杂质，避免对后续工艺产生影响。
可采用格栅、旋流器等机械设备进行。
2.氧化法除铁（1）采用二氧化氯氧化法除铁。
将二氧化氯溶液与污水混合，发生氧化反应。
反应后的沉淀物与污水一同进入沉淀池。
（2）采用高锰酸钾氧化法除铁。
高锰酸钾溶液与污水混合，发生氧化反应。
反应后的沉淀物与污水一同进入沉淀池。
3.沉淀池或过滤装置沉淀池中的沉淀物与污水分离，通过沉淀物的沉淀，将大部分污水中的铁和锰除去。
也可以采用过滤装置进行过滤，将沉淀物过滤掉。
4.活性炭吸附将除铁除锰的污水进行活性炭吸附，进一步去除残余的有机污染物和颜色，提高水质的净化效果。
5.二次沉淀或过滤对吸附后的污水进行二次沉淀或过滤，进一步除去残余的沉淀物及悬浮物，使水质达到出水标准。
6.出水处理对经过以上工艺处理后的水进行消毒和调节，使其符合国家相关标准，达到安全排放要求。
三、常用设备选型1.常见的机械预处理设备有格栅、旋流器、沉砂池等。
2.氧化法除铁设备选型：二氧化氯发生器或高锰酸钾溶液加药系统。
3.沉淀池或过滤装置：可选用沉淀池、沉淀器、过滤器等。
4.活性炭吸附设备：常用的有活性炭吸附塔、颗粒活性炭过滤器等。
5.二次沉淀或过滤设备可选用沉淀池、过滤器等。
6.出水处理设备包括消毒装置、PH调节系统等。
四、操作维护在运行过程中需要定期监测污水中的铁和锰含量，根据实际情况调整药剂投加量。
同时，对设备进行定期检查和维护，保持设备的正常运行。
以上是一种常用的污水除铁除锰方案，可以有效去除污水中的铁和锰，提高水质，保护环境。
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污水深度处理除铁除锰研究进展随着工业的不断发展，社会对铁锰等金属元素的需求量不断增大，铁锰为人类社会带来GDP增长的同时也造成了严重的污染问题，反过来制约人类社会的发展脚步，给人类正常的生活带来较大的影响，鉴于铁锰的污染问题越来越严重，社会上研究铁锰去除的专业人士越来越多，在对微污染水源原水、城市污水、工业废水、雨水中铁锰的去除方法上取得了较大的突破，下面将从这四个方面逐一进行介绍。
1.微污染水源原水除铁锰研究近年来，我国湖泊、水库水污染程度日趋加剧，即使作为城镇水源的水体，也都受到不同程度的污染。
国内外关于微污染水源水处理己开展了很多研究，但是由于水源水质的差别，对于特定的水源水质还需要开展针对性的试验研究【1】。
水源水中铁锰的污染不容忽视，Fe含量过高能促进管网中铁细菌的繁殖生长,在管网内壁形成豁性膜，造成洗涤衣物、器皿着色和形成令人反感的沉淀或异味，Fe毒性的动物实验表现为神经抑制、快而浅的呼吸、昏迷、痉挛、呼吸衰竭和心跳停止，还有致癌性；水体中Mn含量过高会使饮用水发出令人不快的味道,并使器皿和洗涤衣物着色，二价锰氧化会产生沉淀和结垢,结垢脱落后随水流流出，形成黑色沉淀。
慢性Mn的暴露会引起生殖功能的改变，虽然有一些动物试验研究表明,适量的Mn具有一定的抗癌作用，但过量摄入施会增加肿瘤的发生率【2】。
鉴于以上微污染水源水中铁锰的污染特点，本文从物理、化学、生物3个方面对微污染水源原水的处理方法进行了研究。
1.1 物理法在物理法中本文主要选取了一种新型的水质水源改善技术——曝气充氧，通过该项技术能够实现水体混合，破坏水体原有的分层结构，控制藻类疯长，增加水体中的溶解氧并在底泥表面形成一层覆盖层，抑制铁锰等向水体中释放。
河水在冬夏两季由于温度差会产生分层的特点，水体分层后，上下层水体缺乏交换，底部发生厌氧状态,会造成底泥氮、磷、铁、锰释放，有机物厌氧分解，使水产生臭味和色度。
其中，含氮有机物在氨化细菌作用下分解为氨氮，由于厌氧，不能进一步转化为硝酸根和氮气；底泥中与铁结合的不溶态的磷，也随着铁的还原溶解而释放出磷酸根；铁和锰由不溶态(Mn F ++43,e )还原为可溶态(Mn F ++22,e )，进而释放到水中，对水源水造成污染，对于此，我认为可以通过曝气充氧的途径增加水体中的溶解氧，破坏水体的分层结构，加强水体上下层之间的交换作用，减少Mn F ++22,e 向水体释放的量，进而达到控制污染的目的。
西安建筑科技大学黄廷林教授主持研制得扬水曝气技术就是曝气充氧的很好的例子，他研制的扬水曝气器通过直接充氧和混合充氧增加下层水体溶解氧改善水体厌氧状态和水生生物生存环境，抑制底泥中污染物的释放,改善水质。
扬水曝气器还通过循环混合作用，混合上下水层，破坏水体分层，将表层藻类向下层迁移，使藻类到达下部无光区后，生长受到抑制甚至死亡，从而达到控制水体富营养化的目的。
1.2 化学法在对微污染水源水铁锰去除的化学法中，本文选取了传统的氧化法进行介绍。
但化学法在微污染水源水的处理中一般都只起到辅助预先处理的作用。
化学氧化处理技术是指依靠氧化剂的氧化能力，分解破坏水中污染物的结构，达到转化或分解污染物的目的，同时化学氧化剂还能有效去除微污染原水中大量存在的藻类。
化学氧化在给水处理中的主要作用有：可以有效降低水中的有机物含量，尤其是化学氧化提高微污染原水中有机物的可生化降解性，有利于后续处理；杀灭影响给水处理工艺的藻类；改善混凝效果,降低混凝剂的用量。
常用的化学氧化剂有氯气、臭氧、高锰酸钾、双氧水、二氧化氯、光催化氧化。
化学氧化处理技术主要是利用氧化作用将可溶态的Mn F ++22,e 转化为不溶态的形式，从而降低铁锰对水源水的影响。
但是在上述的化学氧化处理技术中，总会产生一些副产物对水源水也会构成污染，如在用Cl 2和O 3作为氧化剂时，总会产生一些氯的副产物（很多都具有致癌性），因此在推广上遇到很大的问题。
1.3 生物法在生物法除铁锰中，生物滤池法较为简便且成本较低，通常是废物回收利用来充当滤池的填充材料。
如污泥碳化载体生物滤池，生物沸石滤池，生物砂滤池等填充材料都比较简单。
原水经过混凝沉淀工艺，沉淀出水经过生物滤池系统。
当生物滤池系统稳定运行后，考察了以污泥碳化载体为滤料的整个生物滤池系统工艺对原水中各污染物的处理效果【3】。
赵博利用污泥碳化载体生物滤池，使微生物在泥碳化载体形成生物膜，在对微污染水源水中铁锰的去除取得了较为理想的效果。
人工挂膜法需要引进菌种，并向水中投入促进微生物生长的营养物质，使微生物富集生长在填料上，并形成生物膜;动态培养自然挂膜法不需要引进菌种与投入营养物质【4】。
鉴于这一思想，汪胜等利用自制沸石为填料，采用连续进水动态自然挂膜方式去除水源水中铁锰取得较理想的效果。
在试验中他们选择的是可以消耗e 2F +的铁细菌将铁转化为沉淀，而且这种铁细菌在e 2F +存在的情况下还可以将n 2M +转化为2n O M 可以消除铁锰的危害。
生物砂滤池是一种将传统的过滤技术与微生物技术合二为一的新型过滤工艺，该生物砂滤池由生物膜和石英砂滤料组合而成，它可以起过滤作用，即能满足常规过滤技术对浊度和色度的去除要求，同时又能去除原水中微量有机污染物、氨氮、铁、锰等物质【5】。
在生物砂滤池技术中，石英砂既是过滤材料又是微生物膜负载的载体，铁锰是电子受体，微生物将二价铁锰先转化为三价进而形成沉淀，有些微生物也为产生一些多糖类聚合物将Mn F ++22,e 固定，减少其危害。
生物法虽有操作简便，成本低等诸多优点，但由于微生物的生长受到pH ，温度以及其他环境因素的影响，所以在用生物法对微污染水源水进行处理时，最重要的就是为微生物的生长提供一个稳定适宜的生长环境，这样才能保证对Mn Fe ++22,较高的去除效率。
2.工业污水除铁锰研究工业污水是只工业生产过程中各工厂产生的废水，其中MnFe ++22,含量较大的工业废水有钢铁厂废水，电镀废水，矿井废水，如果含Mn Fe ++22,废水不经过处理直接向环境中排放，必然会对环境造成严重的破坏，影响人们的正常生活。
中国钢铁产量已占全球钢铁总产量的1/4，钢铁行业在中国经济中占有重要地位，但钢铁工业也是高水耗产业，是资源消耗和污染物排放的大户【6】。
为了节约水资源，与工业可持续发展的要求相适应，对钢铁工业废水进行深度处理后再生回用，以降低吨钢耗新水量，减少污水外排【7】。
目前,我国钢铁行业对节约用水重要意义的认识有较大提高，对节水设施的投入力度亦有增加在节水方面已取得了显著成绩【8】。
但是，开发新的钢铁废水处理技术在我国应用还不成熟，还有较大的进步空间。
钢铁工业废水的常规处理方法有物理法 、化学法和生物法【9】。
本文主要介绍和生物生态相关的几种方法。
矿井废水是在矿井开拓、采掘过程中进入井巷或采掘工作面的水源，来源以地下水为主【10】。
矿井废水具有行业特点，但如果能将其处理后，可以作为煤工业用水甚至饮用水。
在我国，电镀废水中往往含有大量的Mn Fe ++22,，目前常采用的处理方法主要为化学法，但处理的效果不是特别理想，而且耗费大量财力，而且添加的化学药剂有可能产生其他的污染。
2.1 钢铁厂废水中铁、锰的去除研究本文主要选取了生物活性炭，人工湿地法，新型吸附材料等几种方法对钢铁中的Mn Fe ++22,进行去除，以达到钢铁厂废水回用的目的。
生物活性炭降解技术，就是在活性炭上生长微生物，在降解污染物时，可以分为活性炭吸附和微生物降解两个过程。
Mark 等人分别对用于吸附和用于生物载体的活性炭进行了研究,结果表明BAC （生物活性炭）运行稳定，生物降解能力很强，有机物的去除主要是靠生物作用【11】。
该技术不仅对Mn Fe ++22,有很好的去除效果，而且对废水中的有机物也有较高的去除效率。
选择活性炭为载体主要是其适宜微生物的生长，而且由于微生物与活性炭的联合作用使得生物活性炭技术对废水中Mn Fe ++22,的去除效率进一步提高。
但其降解效率受到空床接触时间，温度，溶解氧等因素的影响。
人工湿地法主要用于处理钢铁厂周围的河水。
人工湿地净化废水的机理复杂，迄今还不完全清楚。
一般认为，人工湿地生态系统是通过基质、植物、微生物的共同作用，实现对污染物的降解和去除【12】。
其中微生物为净化废水的主要“执行者”，基质和植物对于Mn Fe++22,和有机物的去除也起到了一定的作用。
基质对Mn Fe ++22,有一定的截留能力，在以锰砂等作为填料时对河水中铁锰有较高的去除效率，有时甚至高达90%以上。
成熟的锰砂生物滤池内存在着复杂的微生物群落，除铁、锰氧化细菌，还有亚硝化菌、硝化菌等化能自养菌， 因而成熟的除铁除锰生物滤层对NH 4- N 也有较好的去除效果【13】。
并且有些人工湿地中的植物也对铁锰有一定的吸附截留，对钢铁厂废水中Mn Fe ++22,也做出了相应的贡献。
新型吸附材料对Mn Fe ++22,也有较高的去除效率。
吸附法是利用多孔固体材料吸附水中的Mn Fe ++22,,使含Mn Fe ++22,水得到固液分离【14】。
如活性炭，沸石，火山岩等吸附材料逐步被用到钢铁厂废水除Mn Fe ++22,，并取得了较为瞩目的效果。
这些材料大多都有较多的孔隙，以微孔为主，而且具有较大的比表面积。
2.2 矿山矿井废水中铁、锰的去除矿山矿井废水以酸性废水居多，而且高铁锰含量，高矿化度。
酸性矿山废水pH 值低，水量大，金属离子含量高,如果直接排放，将对水体产生严重污染，破坏生态环境，危害人类健康【15】。
对于矿山矿井废水中铁锰的处理主要有物理法，化学法，物理化学法，生物法和矿化法等。
物理法主要依靠离心，重力和机械拦截的原理去除铁锰；化学法主要是添加化学药剂依靠氧化还原以及反应，絮凝沉淀和电解反应等除铁锰；生物处理法又称生物化学处理法，是利用自然界大量存在的各种微生物来分解废水中的有机物和某些无机毒物，使其转化为无毒物质，如可溶态的Mn Fe ++22,转化为沉淀或不溶态的铁锰，从而使废水得到净化。
生物法主要有微生物法和湿地法等，成本较低，应用较方便的是湿地法；矿物法主要是依靠矿物对Mn Fe ++22,的吸附效果达到去除的目的，矿化吸附材料主要有天然粘土矿物、沸石族矿物、金属矿物、碳酸盐类矿物、磷酸盐类矿物等。
2.3 电镀废水中铁锰的去除电镀废水对环境污染较为严重，电镀废水主要包括电镀漂洗废水、钝化废水、镀件酸洗废水以及刷洗地坪、极板的废水。
由于电镀种类的不同，电镀废水中所含的污染物也就不同【16】。
电解废水中也含有一定量的Mn Fe++22,，若要达到排放标准，则必须对电解废水中的Mn Fe ++22,加以去除。
传统的消除电解液中Mn Fe ++22,的方法主要有化学方法有沉淀，中和，氧化还原，物理方法有蒸发浓缩，还有电解法等，但要么去除效果不理想，要么有产生二次污染的危险。