除铁锰工艺.doc

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。

除水中铁锰方法一、工作原理及工艺流程1、工作原理地下水中的铁，一般是以二价铁离子状态（Fe2+）存在。

当加入氧气时，氧与水中二价铁反应，使二价铁氧化成三价铁（Fe3+），并呈深黄色胶体状态，当这些胶体状态的铁遇到细小的孔隙，便难于通过，即会累积于过虑物表面，并在滤料颗粒表面生成具有接触催化活性的铁质滤膜，这种滤膜可以充分吸附三价铁，最后去除水中过量的铁，使其满足用水要求。

其主要反应式如下：Fe2++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+滤料的成熟期，与地下水的水质，特别是水中含铁量、滤料的粒径、滤层的厚度、滤速等因素有关。

水中含铁量在≤10mg/L时，抽水过滤持续到2~3天；含铁量在10~20mg/L时，需持续抽水到7天左右。

滤料的滤速为10~15m/h时，可以达到除铁效果；如果需要除锰滤速为≤6m/h，才能达到除锰目的。

2、工艺流程地下水中除铁、锰的工艺流程及设计方案因地下水中含铁、含锰、及其pH值的高低、处理水量的大小不同而不同。

当水中含铁量<10mg/L，pH＝5.5时，设计为一次曝气、一级过滤；当水中含铁量10~20mg/L、pH ＝5.5时，设计为一次曝气、二级串联过滤；当水中含铁锰均要去除时，原则上先除铁后除锰；当水中含铁、锰量比较低、pH值较高时，可以采用加大罐体直径，减慢滤速，用单级过滤予以去除。

当被除铁、除锰的原水pH 值<6.8时，需向原水加碱或石灰拌搅成碱化溶液，提高pH值后，才能把水中的锰离子去除。

当水中含二氧化碳时，应首先将原水进行一次或二次曝气，去除水中的侵蚀性二氧化碳，再除铁、锰。

典型常用的工艺流程如下图。

二、滤料要求及反冲洗时间控制该装置对滤料和承托层的选择有严格的要求。

因此，滤料化学成份稳定性、机械强度、颗粒级配、厚度等，如果设计不合理，会直接关系到处理效果。

1、滤料的选择地下水除铁锰最常用的滤料有天然锰砂。

小型地下水除铁锰工艺在农村小型集中式供水工程中的应用我国生活饮用水的国家标准规定：铁含量不大于0.3mg/l，锰含量不大于0.1mg/l。

但广西广大岩溶石山地区地下水铁、锰含量普遍有超标1-10倍以上。

小型地下水除铁、锰装置通常适用于处理水量不大的农村小型集中式供水工程，一般采用曝气，接触氧化，压力式机械过滤这一工艺流程。

文章简述其工作原理及设计安装使用中的注意事项。

标签：除铁；除锰；接触氧化；压力式机械过滤；地下水铁锰是人体必不可缺少的微量元素，人的体内缺铁，会得缺铁性贫血等疾病，直接影响身体健康。

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，当水中含铁量为0.5mg/L时，色度可达30度以上，达到1.0mg/L时，不仅色度增加，而且会有明显的金属味。

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，可引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱及大便失常等危害。

所以我国国家标准规定在生活饮用水中铁含量不超过0.3mg/l，锰不超过0.1mg/l。

据《广西农村饮水安全工程“十二五”规划》，到2014年，成井1750口，为从根本上改善水源性缺水地区100万人以上群众的饮水条件提供饮用水源保障。

广西水源性及水质性缺水地区点多面广，且多分布在碳酸盐岩的岩溶石山地区，为寻找足够合格的供水水源，多采用打井吸取地下水的方法作为水源。

而岩溶石山地区地下水一般铁、锰含量较高，个别地区大大超过国家标准，所以很有必要推广应用小型除铁、除锰设备。

1 除铁、锰的工艺原理三价铁在PH>5的水中，溶解度极小。

通过地层的过滤作用，基本上可以去除。

地下水中的铁主要以二价的重碳酸铁Fe（HCO3）2的形式存在。

由于地下水基本不含溶解氧，故Fe（HCO3）2在地下水中存在很稳定。

当地下水提升至地面接触氧气或氯气、高锰酸钾等氧化性物质后，就被氧化为三价铁：4Fe2++O2+2H2O=4Fe2++4OH-（1）氧化生成的三价铁由于溶解度极小，因而以Fe（OH）3形式析出，Fe（OH）3又易于形成胶体絮凝体，通过各种形式的滤池即可去除。

如何去除水中的铁锰
生活小常识：通常地下水源中的水中含有过多的铁、锰，不宜于生活饮水和工业生产。

这便需要采用去除铁锰的工艺或者设备。

这种工艺是由曝气、氧化反应和过滤组成的，水中的PH值对二价铁的氧化反应速度的影响很大，曝气充氧去除部分二氧化碳，PH可提高到7以上，才能获得良好的二价铁的氧化反应和三价铁的絮凝沉淀，然后经过滤予以去除。

但水中往往含有少量的硅酸，这样水中的硅酸离子强烈吸附在三价铁的氢氧化物胶体表面，从而使得三价铁的胶体凝聚困难，导致穿透滤层而影响处理效果。

因此，广泛的采用接触氧化来除铁，此法是经过曝气充氧后，通过滤料吸附除铁和接触氧化。

并在滤料表面逐步的形成具有催化活性的铁质滤膜，又进一步的除铁。

去除水中的锰，广泛采用接触氧化除锰工艺，使得含有锰的水经过曝气后，通过滤料的过滤，高价锰的氢氧化物逐步的吸附在滤料的表面，形成锰质滤膜，具有催化的作用，从而加快氧化速度。

但是水中的铁锰同时存在，而铁的氧化还原电位比锰要低，从而铁变成了还原剂，阻碍了二价锰的氧化，在水中铁锰共存的时候，要先出去铁后除锰。

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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。

80t/h全自动除铁除锰工艺方案宜兴市瑞宇环保设备厂2015年6月目录一、概况二、设计依据三、设计范围及原则四、原水水质及水量五、生活饮用水用水标准中铁锰及微生物指标六、用水要求七、简易工艺流程八、系统工艺要求及说明九、设备性能及供货范围十、主要设备及附件一、工程概况：二、设计依据1.根据《生活饮用水卫生标准》GB5749－85的有关规定。

2.根据用户提供的原水水质分析报告，用水量等基础资料。

3.源水性质：山泉水。

4.系统参照给排水设计手册。

三、设计范围及原则1.进入净化站的水源为深井水或山泉水，水质设计按用户提供的水质报告进行设计计算，并考虑最大的铁锰含量。

2.净化处理设施具有较大的适应性，应急性，可以满足水质、水量的变化，并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。

3.采用工艺具有可靠性，运行稳定，装置化设备可满足多个用水点的迁移，运转费用低，管理维护量特别小。

4.系统处理过程中利用调节池过滤泵选用立式离心泵，具有启动及运转功率小，噪音低，工作稳定等特点。

四、原水水质及水量1.原水水质报告见表12.要求系统产水量≥80M³/H表1其余指标均符合要求.五、生活饮用水用水标准中铁锰及微生物指标:六、用水要求1.系统产水水量80M³/H2.出水水质：符合《生活饮用水卫生标准》GB5749－85的有关规定3.供水方式：连续供水七、简易工艺流程：排污自流原水曝气水池除铁除锰过滤器用水点紫外线杀菌器八、系统工艺要求及说明:1.说明：根据用户原水水质报告及用水要求，提出以上简易流程。

本工艺由预曝气氧化反应、一级过滤二级过滤和紫外线杀菌系统构成，其主要原理是使水中的低价铁锰能彻底氧化成高价铁锰,以便后级过滤去除，再通过紫外线杀菌后出水达《生活饮用水卫生标准》GB5749－85的有关规定。

预曝气在工艺中主要是使原水中的低价铁锰大部分氧化为高价,原水经上述预曝气后，原水中的铁锰含量可降低80%,同时可去除水中大部分的碳酸盐碱度,降低原水的暂时硬度。

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。

除铁除锰设备工作原理引言除铁除锰设备是一种常用的水处理设备，主要用于去除水中的铁和锰等杂质。

本文将介绍除铁除锰设备的工作原理及其在水处理领域中的应用。

一、除铁除锰设备的工作原理1. 氧化还原反应除铁除锰设备工作的基本原理是利用氧化还原反应来除去水中的铁和锰。

当水中存在铁和锰离子时，将向设备中加入氧化剂，通常使用空气或氧气进行氧化。

铁离子被氧化为铁氧化物，锰离子被氧化为锰氧化物，从而使其变为可沉淀的固体颗粒。

2. 沉淀过滤经过氧化反应后，水中的铁氧化物和锰氧化物变为固体颗粒，需要通过沉淀和过滤的方式将其从水中去除。

除铁除锰设备通常通过引入沉淀池和过滤层来实现此过程。

沉淀池中的固体颗粒会逐渐沉淀到底部，然后通过过滤层进行过滤，将去除固体颗粒的清水流出。

3. 再生除铁除锰设备在一段时间后，沉淀池和过滤层会逐渐积累一定量的铁氧化物和锰氧化物，需要进行再生。

再生的过程通常包括反冲洗和废液处理。

反冲洗可以将积累的固体颗粒冲走，废液处理则将含有铁和锰的废液进行处理，以防止对环境造成污染。

二、除铁除锰设备的应用领域1. 自来水处理除铁除锰设备广泛应用于自来水处理厂，对自来水中的铁和锰进行有效去除，提高自来水的质量。

铁和锰是自来水中常见的杂质，如果超过一定的含量，会对水的口感和颜色产生影响，甚至对人体健康造成一定的影响。

除铁除锰设备可以有效去除水中的铁和锰，提高自来水的水质。

2. 工业废水处理在工业生产过程中，废水中常常含有大量的铁和锰。

如果直接排放到环境中，不仅会污染水资源，还会对周围的生态环境造成破坏。

除铁除锰设备可以对工业废水中的铁和锰进行去除，使废水达到环保标准，减少对环境的污染。

3. 农田灌溉水处理在农田灌溉过程中，水中的铁和锰会对土壤产生一定的影响。

高含量的铁和锰会降低土壤的肥力，对作物的生长产生不利影响。

除铁除锰设备可以对农田灌溉水中的铁和锰进行去除，保证灌溉水的质量，提高农作物的产量和质量。

结论除铁除锰设备通过氧化还原反应、沉淀过滤和再生等工艺，去除水中的铁和锰。

曝气-石灰碱化法除铁除锰、降低水的硬度和溶解性总固体含量的研究李继震于文举王志军纪峰提要: 通过烧杯、模型和生产实验证明，曝气*.石灰碱化法可同时去除水中的铁和锰，降低水的总硬度和溶解性总固体含量，处置后水质达到《生活饮用水水质标准》。

关键词: 曝气石灰碱化pH值助凝饮用水我国有许多地域为盐碱地，如黑龙江省西部大庆地域等，地下水中碱度高，除含有过量的铁和锰外，水的总硬度和溶解性总固体含量亦超过标准。

大庆市大同区原有水厂采用射流曝气锰砂过滤罐常规除铁锰工艺，只能去除水中的铁和锰，不能降低水中的总硬度和溶解性总固体含量，其水质达不到《生活饮用水水质标准》。

为此，在大庆市大同区进行了地下水除铁除锰、降低水的总硬度和溶解性总固体含量的研究，在烧杯、模型实验的基础上进行了水厂生产实验，并成功地投入生产。

1 水质特点及处置方式大庆市大同区地下水水质特点为碱度高，水温低(冬季1℃，夏日10℃)，有几项指标含量超标，其中铁含量为～L，锰含量为L，总硬度(以CaCO3计)为530～620mg/L，溶解性总固体含量为1364～1520mg/L。

原水水质分析报告见表1。

表1 原水、净化水水质项目嗅和味级pH铁(mg/L)锰(mg/L)总硬度(mg/L)以CaCO3计溶解性总固体(mg/L)氟化物(mg/L)游离CO2(mg/L)HCO3-(mg/L)原水21364净化水0948石灰经消化后，制成石灰乳投加在原水中，在高pH值条件下与重碳酸盐产生如下反映：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+MgCO3+2H2OMgCO3+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCO3↓曝气向水中溶解氧气，去除水中有臭鸡蛋味的硫化氢和游离性二氧化碳。

在高pH值条件下，溶解氧能够迅速氧化水中的二价铁离子和二价锰离子，其反映如下：4Fe2++O2+10H2O＝4Fe(OH)3↓+8H+2Mn2++O2+2H2O＝2MnO2↓+4H+上述各反映生成的CaCO3、Mg(OH)2、Fe(OH)3、MnO2均为沉淀物。