一、前言
地下水源含鐵、錳的很多,主要集中于東北、廣東、廣西、長江中游地區(qū)及福建、江西、四川部份地區(qū)。我國《生活水飲用水水質(zhì)標準》規(guī)定,生活飲用水中鐵的含量不能超過0.3mg/L,錳的含量不能超過0.1mg/L。一些工業(yè)用水,如食品、酒類、飲料、罐頭、造紙、紡織、印染等行業(yè),都對水中鐵、錳含量有嚴格的規(guī)定。水中鐵、錳含量超過有關(guān)標準,需進行除鐵除錳凈化處理。
二、含鐵錳地下水對人體的危害
含鐵量較高的水，往往會出現(xiàn)各種各樣的問題，例如水有鐵腥味、陶瓷盆、浴缸、玻璃器皿等家用器具容器，使用含鐵地下水而出現(xiàn)棕色銹鐵細菌生長，使水龍頭出現(xiàn)“紅水”
。
錳是人體必需的微量元素之一。一般認為，水中含有少量的錳，對人體并無害，但是長期飲用含錳高的水（如> 2—3mg/L，以Mn計）可能有毒害作用，水中含有過量的錳，使飲用水有金屬澀味，錳氧化后從水中析出，會使水色加深，會在物品上生成斑點。
三、含鐵地下水的水質(zhì)狀況
含鐵的地下水中，三價鐵在PH>5的水中，溶解度極小，地層又有過濾作用，所以含鐵地下水主要是含二鐵的重碳酸亞鐵Fe(HCo3)2。國內(nèi)地下水的含鐵量一般在5—15mg／L之間，超過30mg/L的較為少見。地下水的堿度（即HCO3含量）也很少有低于1當量L，所以地下水通常只含有重碳酸亞鐵，很少含有硫酸亞鐵。
地下水中的錳常與鐵共存，多數(shù)情況下鐵的含量高于錳，且鐵質(zhì)易于氧化沉淀，所以含鐵含錳地下水首先出現(xiàn)鐵的危害，當水中鐵質(zhì)被除后，錳質(zhì)的危害就突出起來。我國地下水中錳的含量一般在0.5—2.2mg/L之間，但個別高達3—10mg/L。國家《生活飲用水標準》規(guī)定，錳的含量不大于0.1mg/L。
四、地下水的除鐵除錳方法
眾所周知，當水中有溶解氧時，水中的二價鐵易于氧化為三價鐵：
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
氧化生成三價鐵極易水解，經(jīng)水解后，先產(chǎn)生氫氧化鐵膠體，然后，逐漸凝聚成絮狀沉淀物，可用普通的砂濾池除去。
五、地下水除鐵方法
為了除去地下水中的鐵質(zhì)，一般都用氧化的方法，即將水中的二價鐵氧化成三價鐵，由于三價鐵在水中的溶解度極小，故能從水中析出，從而達到地下水除鐵的目的，除鐵方法可分為氧化法和接觸氧化法兩種。
六、氧化除鐵法
可用祛除地下水除去鐵的氧化劑有氧、氯和高錳酸鉀等，其中以利用空氣中的氧最為經(jīng)濟，在生產(chǎn)中廣泛采用。其根據(jù)利用空氣中的氧并采用的曝氣裝置，而分為以下幾種處理方法：
1)??
壓縮空氣曝氣氧化
2)??
射流曝氣氧化
3)??
淋水裝置氧化
4)??
接觸式曝氣塔
5)??
跌水曝氣
6)??
葉輪式表面曝氣
通過這些裝置利用空氣中的氧，將二價鐵氧化為三價鐵的形式沉淀析出，目前已被接觸氧化除鐵法代替。
七、接觸氧化除鐵法
最初，接觸氧法是原水經(jīng)曝氣后直接經(jīng)天然錳砂過濾，曾認為天然錳砂中的MnO2 是催化劑。在長期的生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，新鋪的天然錳砂濾料，除鐵并不明顯，只有在使用一定時間后，效果逐漸轉(zhuǎn)好。使用時間越長，錳沙濾料外包裹的棕黃色或黃褐色的鐵銹層越厚，除鐵效果越好。在應(yīng)用石英砂、無煙煤等濾料時，只要濾料表面覆蓋有這種鐵質(zhì)氧化物（稱為濾料膜），都可以有很好的除鐵效果。濾料從一個除鐵效果差到效果好的過程，稱為濾料的成熟過程。也就是濾料表面的鐵質(zhì)氧化物積累過程，原水中二價鐵離子首先被濾料膜吸附，然后在濾料膜的催化作用下，被溶解氧化，并附著在濾料上。這樣使濾料有穩(wěn)定的除鐵效果，這樣就是接觸氧化除鐵法原理。
濾料成熟過程所需要的時間稱為“成熟期”它的長短和水源水質(zhì)及所用濾料性質(zhì)有關(guān)。一般天然錳砂的成熟期短，無煙煤次之，石英砂較長。
用接觸氧化法除鐵的流程是，原水曝氣后再經(jīng)接觸氧化過濾，曝氣裝置可參照氧化除鐵法，濾池采用高效壓力過濾罐。
八、地下水除錳方法
水中的錳可以有從二價到七價的各種價態(tài)，但除了二價和四價錳以外，其他價態(tài)在中性的天然水中溶解度低．不足為害，所以天然地下水中溶解狀態(tài)的主要為二價錳。
含錳地下水曝氣后經(jīng)濾池過濾，能使高價錳的氫氧化物逐漸附著在濾料表面上，形成錳質(zhì)濾料膜，使濾料成黑色或暗褐色的錳質(zhì)熟砂。這種熟砂具有接觸催化作用，能提高氧化速度PH條件下，就能氧化為高價錳而從水中除去這種工藝稱為：“接觸氧化除錳” 。?
九、接觸氧化法除鐵除錳技術(shù)
接觸氧化法除鐵、除錳技術(shù)，是根據(jù)水中的含鐵量，通過我廠研制的高效曝氣裝置，利用空氣中的氧作為氧化劑，將水中的二價鐵氧化生成三價鐵，同時，水中溶解狀態(tài)的二價錳被氧化成高價的錳（主要為四價），經(jīng)過錳砂濾層過濾，能使高價錳的氫氧化物逐漸附著在濾料表面上，形成錳質(zhì)濾料膜，使濾料成黑色或褐色的“錳質(zhì)熟砂”
，這種熟砂具有接觸催化作用，能提高氧化速度，使水中二價鐵、錳在較低的PH條件下，也能氧化成高價鐵。從而從水中除去，完成除鐵、除錳的目的。
十、除鐵除錳設(shè)備工藝流程
深井水泵的水或其它原水源先通過高效溶氧曝氣罐，使空氣與水充分混和，使水中的二價鐵氧化成三價鐵，二價錳氧化成四價錳，再流經(jīng)過濾罐內(nèi)的錳砂濾料過濾，然后從過濾罐下端輸出的水經(jīng)增壓后送到高位箱（水塔）或氣壓罐，即為生活飲用水。依據(jù)濾水水質(zhì)，當超出鐵錳含量規(guī)定值后，立即進行反沖洗，反沖洗時間一般5—10min，濾料膨脹率一般為20—40％，反沖洗強度為10—20L/m2。也可以實時時間定時反沖洗，每7天大循環(huán)1次，可分別設(shè)定第1～7天每日沖洗1～10次，每次沖洗5～10min。
濾料采用天然錳砂和石英砂、無煙煤等組成，適用于含鐵量＜10mg/L含錳量＜2mg/L，ph值>5.5的地下水的除鐵除錳處理；含鐵量>10mg/L含錳量>2mg/L的地下水，采取二級溶曝氣過濾處理。
十一、產(chǎn)品命名辦法及選型
SLTM系列自動控制除鐵除錳設(shè)備，由溶氧曝氣罐、過濾罐、氣壓罐、流量檢測調(diào)節(jié)裝置、自動反沖洗裝置、水位檢測自動控制裝置、壓力檢測裝置及多種儀表閥門等部件組成一套完整的自動處理設(shè)備。經(jīng)此設(shè)備處理后，可達到國家《生活飲用水標準》的要求。特別適合小城鎮(zhèn)及農(nóng)村、車站、學(xué)校和工礦企業(yè)等自備水源的單位，生產(chǎn)、生活用地下水除鐵除錳及軟化水（純凈水）預(yù)處理。
* 原水泵使用同樣流量的潛水泵、潛水螺桿泵、自吸清水泵、自吸螺桿泵等類水泵。
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