地下水除鐵除錳課件

1、水質(zhì)工程學(xué)（上）西安理工大學(xué)水電學(xué)院市政工程系第19章 水的其它處理方法19.1 地下水除鐵除錳19.1.1 地下水除鐵含鐵含錳地下水水質(zhì) 我國含鐵含錳地下水分布廣泛，生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 鐵0.3mg/L 錳0.1mg/L 我國部分地區(qū)的地下水 含鐵量多在515mg/L 含錳量多在0.52.0mg/L地下水除鐵方法1. 曝氣氧化法 空氣中的氧將Fe2+氧化成Fe3+，沉淀、過濾后分離 亞鐵氧化過程4Fe2+O2+2H2O=4Fe3+4OH- 1 （氧化）Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+ 2 （水解）將 +4Fe2+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+19.1.1 地下水除鐵

2、1212PH5.5時(shí)，鐵的氧化速率是非常緩慢的。除鐵所需的溶解氧量： a過剩溶氧系數(shù)， a =35。曝氣的目的： 溶氧，散除CO2 ，提高pH ，增大氧化速度；提高曝氣效果的方法是增大氣水的接觸面積。曝氣的裝置： 氣泡式曝氣裝置：將空氣以氣泡形式分散于水中。 水氣射流泵曝氣裝置，壓縮空氣曝氣裝置、跌水曝氣裝置、葉輪表面曝氣裝置。19.1.1 地下水除鐵噴淋式曝氣裝置：將水以水滴或水膜形式分散于空氣中。蓮蓬頭或穿孔管曝氣裝置：宜設(shè)于室外。下部有集水池。板條式曝氣塔：填料不易堵塞，適用于高含鐵地下水的曝氣。曝氣接觸曝氣塔：鐵質(zhì)沉積于填料表面，對二價(jià)鐵有接觸催化作用。填料易堵塞，適用于含鐵量不高于1

3、0mg/L的地下水曝氣。 機(jī)械通風(fēng)式曝氣塔：曝氣效果好，木板條填料不易為鐵質(zhì)堵塞，適用于高含鐵地下水的曝氣。19.1.1 地下水除鐵19.1.1 地下水除鐵19.1.1 地下水除鐵19.1.1 地下水除鐵19.1.1 地下水除鐵接觸式曝氣塔1焦炭層；2浮球閥板條式曝氣塔機(jī)械通風(fēng)式曝氣塔19.1.1 地下水除鐵19.1.1 地下水除鐵2. 氯氧化法氯是比氧更強(qiáng)的氧化劑，氯與二價(jià)鐵的反應(yīng)式：含鐵地下水經(jīng)加氯氧化后，通過絮凝、沉淀和過濾以去除水中生成的Fe(OH)3?？筛鶕?jù)水中含鐵量的多少，對工藝進(jìn)行取舍。19.1.1 地下水除鐵3. 接觸過濾氧化法以溶解氧為氧化劑，以固體催化劑為濾料，加速二價(jià)鐵的

4、氧化。含鐵地下水經(jīng)曝氣后，進(jìn)入濾池，二價(jià)鐵先被吸附在濾料表面，后被氧化，氧化生成物（氫氧化鐵覆蓋膜）作為新的催化劑參與反應(yīng)。自催化反應(yīng)。曝氣催化氧化過濾原水凈化水19.1.1 地下水除鐵凈 化 水 高 鐵 水 新型除鐵除錳凈水過濾介質(zhì) S S 濾料 19.1.1 地下水除鐵地下水除鐵工藝流程（1）空氣自然氧化法（2）氯氧化法（3）接觸氧化法曝氣沉淀池濾池Cl2除鐵水 原水絮凝池沉淀池濾池Cl2除鐵水 原水(Fe2mg/L)PAC曝氣裝置接觸過濾池Cl2除鐵水 原水19.1.1 地下水除鐵空氣自然氧化法：不需投加藥劑，濾池負(fù)荷低，運(yùn)行穩(wěn)定，原水含鐵量高時(shí)仍可采用。但不適合于溶解性硅酸含量較高及高

5、色度地下水。氯氧化法：適用于一切地下水。當(dāng)Fe2+量較低時(shí)，可取消沉淀池、絮凝池。缺點(diǎn)：形成的泥渣難以濃縮、脫水。接觸氧化法：不需投藥、流程短、出水水質(zhì)好，但不適用于含還原性物質(zhì)多及色度高的原水。19.1.1 地下水除鐵鐵和錳化學(xué)性質(zhì)相似，常共存于地下水中，但鐵的氧化還原電位低于錳，更容易被空氣中的氧氣氧化，相同PH值時(shí)二價(jià)鐵比二價(jià)錳的氧化速率快，以致影響二價(jià)錳的氧化，因此地下水除錳比除鐵困難。19.1.2 地下水除錳地下水除錳方法地下水中的錳以二價(jià)形態(tài)存在，錳不能被溶解氧氧化，也難于被氯直接氧化。工程上采用的方法：高錳酸鉀氧化法、氯接觸氧化法和生物固錳除錳法。1. 高錳酸鉀氧化法：氧化性比氯

6、強(qiáng)，由二價(jià)四價(jià)19.1.2 地下水除錳地下水除錳方法2. 氯接觸過濾法：含Mn2+的地下水投氯后，流經(jīng)包覆著MnO(OH)2的濾層， Mn2+被MnO(OH)2吸附；在MnO(OH)2的催化作用下，被氯氧化為Mn4+； Mn4+與濾料表面原有的MnO(OH)2形成化學(xué)結(jié)合物新生的MnO(OH)2； 新生的MnO(OH)2具有催化作用，催化氯對Mn2+氧化反應(yīng)。濾料表面發(fā)生：吸附反應(yīng) 再生反應(yīng)交替循環(huán)，完成除錳過程。濾料：天然錳砂，對Mn2+吸附能力強(qiáng)。19.1.2 地下水除錳3. 生物固錳除錳法：在pH 值中性范圍內(nèi)，依靠Mn2+氧化菌氧化作用。Mn2+吸附在細(xì)菌表面，在細(xì)菌胞外酶的催化作用下

7、氧化成Mn4+。含錳地下水經(jīng)曝氣充氧后，進(jìn)入生物除錳濾池，濾池須接種除錳菌、培養(yǎng)、馴化。曝氣采用跌水曝氣等簡單的充氧方式。地下水除錳方法19.1.2 地下水除錳地下水除錳工藝流程（1）高錳酸鉀氧化法（2）氯接觸過濾法（3）生物固錳除錳法濾池Cl2除錳水 原水絮凝池沉淀池濾池KMnO4除錳水 原水曝氣裝置生物除錳過濾池空氣除錳水 原水19.1.2 地下水除錳 影響除鐵除錳的主要因素1）鐵錳相互干擾地下水中同時(shí)含有Fe2+和Mn2+。2）水中溶解硅酸的影響地下水中含有溶解性硅酸，其含量對曝氣氧化除鐵有明顯影響。因?yàn)槿芙庑怨杷崮芘cFe(OH)3的表面結(jié)合，形成穩(wěn)定的高分子。生成Fe(OH)3粒徑小，

8、凝聚困難。19.1 地下水除鐵除錳3） 水的pH 值高，有利于向鐵錳的氧化方向進(jìn)行， pH 值高，除錳容易。接觸氧化除鐵，水的pH 在6.0以上，接觸氧化除錳，水的pH 在7.0以上。4）有機(jī)物的影響作為吸附劑和催化劑的熟砂濾料表面，當(dāng)吸附了有機(jī)質(zhì)后，降低了濾料的催化作用和氧化再生能力。排除方法：在濾前水中連續(xù)加氯。19.1 地下水除鐵除錳 除鐵除錳工藝流程以氯為氧化劑，根據(jù)Fe2+與Mn2+氧化還原電位的差異，先用氯氧化除鐵，再用氯接觸過濾除錳（2）先以空氣為氧化劑經(jīng)接觸過濾除鐵，再投氯用氯接觸過濾除錳。19.1 地下水除鐵除錳絮凝池沉淀池除鐵濾池Cl2除鐵除錳水 含鐵含錳 原水硫酸鋁除錳濾

9、池（1）除鐵濾池空氣除鐵除錳水含鐵含錳原水除錳濾池Cl2 除鐵除錳工藝流程先以空氣接觸過濾除鐵，再用高錳酸鉀接觸過濾除錳。（4）以空氣為氧化劑的接觸過濾除鐵和生物固錳除錳相結(jié)合工藝。生物濾池存在著除錳菌為核心的微生物，除鐵氧化機(jī)制：接觸氧化。19.1 地下水除鐵除錳（3）除鐵濾池空氣除鐵除錳水含鐵含錳原水除錳濾池KMnO4除鐵除錳水曝氣含鐵含錳原水生物除鐵除錳濾池 除鐵除錳濾池1. 濾池型式的選擇 普通快濾池：大中型水廠 壓力濾池：中小型水廠雙級壓力濾池兩級過濾一體化上層除鐵，下層除錳，工作性能穩(wěn)定，處理效果良好，適用于鐵錳中等含量的水廠。19.1 地下水除鐵除錳1來水管；2、4進(jìn)水和反沖洗排水管；3、5配水管；7排氣管；8隔板； 19.1 地下水除鐵除錳19.1 地下水除鐵除錳 除鐵除錳濾料除一