第一节概述第二节地下水除铁除锰

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三、接触氧化法除铁、除锰工艺
• 当地下水的含铁量和含锰量均较低时，一般可采用除铁除锰
双层滤池
• 铁、锰可在同一滤池的滤层中去除，上部滤层为除铁层，下
部滤层为除锰层。，可采用两级曝气、过滤处
理工艺，即第一级除铁，第二级除锰。其工艺流程如下：
• 地下水 → 曝气 → 除铁滤池 → 除锰滤池 → 出水
二、 地下水除锰
• 锰的化学性质与铁相近，常与铁共存于地下水中，但铁
的氧化还原电位比锰要低，相同pH值时二价铁比二价锰 的氧化速率快，二价铁的存在会阻碍二价锰的氧化。因 此，对于铁、锰共存的地下水，应先除铁再除锰。
接触氧化除锰
2Mn2 O 2 2H 2O 2MnO2 4H
高含锰量的水质，成熟期约需60～70d，而低含锰量的水质则需 90～120d，甚至更长；其次滤料成熟期与滤料有关：石英砂的成 熟期最长，无烟煤次之，锰砂最短。
铁氧化成三价铁，并附着在滤料表面上。
接触氧化除铁
滤池初期出水含铁量较高，一般不能达到饮用水水质标准。随着过 滤的进行，在滤料表面覆盖有棕黄色或黄褐色的铁质氧化物即具有 催化作用的铁质活性滤膜时，除铁效果才显示出来。
从过滤开始到出水达到处理要求的这段时间，称为滤料的成熟期， 一般为4～20d
滤料的成熟期与滤料本身、原水水质及滤池运行参数等因素有关。
一、 地下水除铁
4Fe2 O2 10H 2O 4Fe（OH）3 8H
氧化剂
Fe2+
Fe3+
Fe(OH)3
絮凝胶体
氧化剂：氧气、氯和高锰酸钾等
自然氧化 除铁
• 含铁地下水经过曝气，经自然氧化的反应和 沉淀设备
接触氧化 除铁

第十六章

几种特殊水源水及特殊要求水的处理

基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所 具有的可交换阳离子（Na+或H+）与水中Ca2+、Mg2+ 进行离子交换反应，去除水中的Ca2+、Mg2+ ，以达 到水的软化目的。 本节将着重介绍水的离子交换软化法。 常用的化学药剂有石灰（CaO）、苏打 （Na2CO3）等。 1.石灰软化法： 反应式：
第十六章
几种特殊水源水及特殊要求水的处理
一、地下水除铁方法与工艺的发展

原理：地下水中铁主要是Fe2+，向水中加入 氧化剂后，Fe2+ Fe3+由离子状态转化为絮凝胶体
Fe(OH)3状态,很容易从水中分离出来。
根据使用氧化剂不同： 除铁方法分: 空气氧化法-空气中氧 药剂氧 化法-如CL2，KMnO4等。


第十六章

几种特殊水源水及特殊要求水的处理


离子交换反应为可逆反应，当树脂失效以后，利用 高浓度再生液（Na＋或H＋），使交换反应逆向进行， Na＋或H＋把树脂上吸附的Ca2＋、Mg2＋臵换出来，从而 使树脂重新恢复交换能力，我们把这个的过程称为树 脂再生。 （3）离子交换过程 以离子交换柱中装填Na型树脂，从上而下通以含有 一定浓度钙离子的硬水为例。 就整个离子交换过程而言，可分成两个阶段。一是 交换带形成阶段，发生在交换开始的一段不长时间内， 在此阶段内，树脂的饱和度曲线不断发生变化，直至 形成一定形状的曲线。二是交换带推移阶段，即交换 带以一定速度沿着水流方向向下推移的过程。

1、其工艺与除铁一样： 即：地下水 曝气 过滤 出水 过滤时：利用天然锰砂表面自然形成得锰质

水质工程学（上）——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
19.1 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。

农村饮水安全工程---地下水除铁除锰提要：阐述了天然地下水微量金属离子超标的危害及针对性的降铁、锰处理工艺，以确保处理后含铁、锰量达国家饮用水的规定，确保农村饮水安全。

关键词：微量金属离子含铁量含锰量除铁锰装置中图分类号：f407.4 文献标识码：a 文章编号：一、概述我国很多地区的天然地下水的成分比较复杂，大都含有很高的铁、锰离子，超过了生活饮用水卫生标准。

含有铁锰的水有铁腥味，在生活中使用这种水会使得家具上产生棕色锈斑，洗涤衣物时会染上黄色或棕黄色污渍，沉淀在管壁内的铁质会使铁菌生长，以致打开水龙头放出红水，过量的铁、锰离子不能被人体直接利用或对人体健康有害，严重影响生活质量并危害身体健康，在进行净水处理时必须将其去除，在达到允许范围内方可作为饮用水使用。

为了适应生活用水的需要，开发利用含铁含锰地下水资源，我公司开发研制的“活性生物膜接触氧化法除铁除锰装置”应运而生。

二、国家标准中生活饮用水铁、锰含量标准国家饮用水质量标准（gb5749-2006）规定如下：铁离子≤0.3mg/l锰离子≤0.1mg/l三、原水水质及铁锰离子的危害铁离子的危害：铁离子本身对人体无直接的危害，主要的缺点来自视觉和环境污染，水中铁离子含量≥0.3mg/l时，水将变浑浊，含量≥1mg/l时，水出现铁腥味，在洗涤的衣物上留下铁锈斑，在卫生洁具和墙地砖上形成黄色污点且不容清洗。

铁在地下水中主要以二价铁离子存在，一旦接触空气很容易被氧化成三价铁离子，并能在水中迅速形成氢氧化铁产生沉淀，很容易被过滤去除。

锰离子的危害：锰离子在水中常以二价形式存在，二价锰在水中被氧化的速度很慢，所以一般不能使水在接触空气后变浑浊。

但是当二价锰被氧化后能产生沉淀，使水的色度增大，其着色能力比铁离子更强，对衣物和器具的污染能力更强，当水中含锰量超过0.3mg/l时将产生异味。

此外，铁锰细菌的存在会造成金属制品（如金属水箱、容器、管道等）的腐蚀。

由于铁、锰离子的去除存在很多共同点，因此地下水的除铁除锰都是同步进行的。