地下水如何降低水中鐵錳含量

1 地下水除鐵錳的意義

       我國(guó)許多城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)都以地下水為主要水源，特別在廣東、海南沿海地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的地下水資源，但部分地區(qū)如雷州半島、�？谑械牡叵滤�中鐵錳含量較高，多高于國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的界線指標(biāo)，其中含鐵量多在1．5～11．5mg／L，含錳量多在0．2～I(xiàn)．3mg／L。鐵、錳離子過高，會(huì)使供水管道腐蝕或由于沉淀及鐵細(xì)菌繁殖造成管道堵塞，影響供水設(shè)備的正常使用。飲用鐵錳含量超標(biāo)的水會(huì)影響身體健康。部分工業(yè)用水對(duì)鐵、錳含量有嚴(yán)格的要求。因此，科學(xué)去除地下水中的鐵、錳具有重要意義。

2 工作原理及工藝流程

2．1 工作原理

      地下水中的鐵，一般是以二價(jià)鐵離子狀態(tài)(Fe2 )存在。當(dāng)加入氧氣時(shí)，氧與水中二價(jià)鐵反應(yīng)，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵(Fe3 )，并呈深黃色膠體狀態(tài)，當(dāng)這些膠體狀態(tài)的鐵遇到細(xì)小的孔隙，便難于通過，即會(huì)累積于過濾物表面，并在濾料顆粒表面生成具有接觸催化活性的鐵質(zhì)濾膜，這種濾膜可以充分吸附三價(jià)鐵，最后去除水中過量的鐵，使其滿足用水要求。其主要反應(yīng)式如下：

Fe2＋+Fe0(OH)＝Fe0(OFe)一+ H—

FeO(OFe)一+02+H20＝FeO(0H)+H一

      濾料的成熟期，與地下水的水質(zhì)，特別是水中含鐵量、濾料的粒徑、濾層的厚度、濾速等因素有關(guān)。水中含鐵量在≤10mg／L時(shí)，抽水過濾持續(xù)到2～3d；含鐵量在1O～20mg／L時(shí)，需持續(xù)抽水到7d左右。濾料的濾速為1O～15m／h時(shí)，可以達(dá)到除鐵效果；如果需要除錳濾速為≤6m／h，才能達(dá)到除錳目的。

2．2 工藝流程

      根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，地下水中除鐵、錳的工藝流程及設(shè)計(jì)方案因地下水中含鐵、含錳、及其pH值的高低，處理水量的大小不同而不同。當(dāng)水中含鐵量<10mg／L，pH=5．5時(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、一級(jí)過濾：當(dāng)水中含鐵量10～20mg／I 、pH一5．5時(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、二級(jí)串聯(lián)過濾；當(dāng)水中含鐵錳均要去除時(shí)，原則上先除鐵后除錳；當(dāng)水中含鐵、錳量比較低、pH值較高時(shí)，可以采用加大罐體直徑，減慢濾速，用單級(jí)過濾予以去除。當(dāng)被除鐵、除錳的原水pH<6．8時(shí)，需向原水加堿或石灰拌攪成堿化溶液，提高pH值后．才能把水中的錳離子去除。當(dāng)水中含二氧化碳時(shí)，應(yīng)首先將原水進(jìn)行一次或二次曝氣，去除水中的侵蝕性二氧化碳，再除鐵、錳。

3 濾料要求及反沖洗時(shí)間控制

      該裝置對(duì)濾料和承托層的選擇有嚴(yán)格的要求。因此，濾料化學(xué)成份穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、顆粒級(jí)配、厚度等，如果設(shè)計(jì)不合理，會(huì)直接關(guān)系到處理效果。

3．1 濾料的選擇

      地下水除鐵錳最常用的濾料有天然錳砂。錳砂呈黑色，要求二氧化錳含量一般在4O%～5O %粒徑0．6～2．0mm，磨損率<O．54%，破碎率<O．23%，堆比重1．8g／cm3，孔隙率>5O%。除此之外，還常用天然石英砂、砂礫石，分別作濾料和承托層。石英砂要求粒徑0．5～1．2mm，二氧化硅含量>98．5%，鹽酸可溶率< 1．5%，含泥量< 0．04%，比重> 2．55g／cm3，磨損率<O．4%，孔隙率>43%，破碎率<O．8%，堆比重1．75g／cm3。以上2種濾料具有機(jī)械強(qiáng)度高、吸附能力強(qiáng)、化學(xué)成份穩(wěn)定、不含對(duì)人體健康有害和有毒的物質(zhì)成份。

3．2 濾料和承托層的厚度

      濾料和承托層的厚度根據(jù)原水中水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)要求而確定。后者尚需按不同顆粒級(jí)配設(shè)置多層。

3．3 濾層的反沖洗及時(shí)間控制

      濾層經(jīng)過一段時(shí)間使用，會(huì)漸被鐵泥堵塞，濾層的水頭損失隨之不斷增長(zhǎng)。這時(shí)如果不及時(shí)對(duì)濾層反沖洗，會(huì)使罐體壓力加大．流量變小．直接影響過濾效果。一般對(duì)濾層的反沖洗．用反向水流自下而上進(jìn)行沖洗。通常用濾后水塔水或原井水反沖。每次反沖時(shí)間一般在10～15min完成。如果反沖洗超過一定限度，便有可能使濾料表面的活性濾膜受到破壞，從而降低濾層的除鐵能力．所以濾層的反沖洗時(shí)間不宜過長(zhǎng)。

      濾層反沖洗間隔的長(zhǎng)短視原水中被處理鐵、錳含量高低而定。當(dāng)水中含鐵量較高時(shí)，濾層過濾持續(xù)24h，間隔1～2d，反沖一次；當(dāng)水中含鐵量較低時(shí)。濾層過濾間歇、不連續(xù)．間隔可延到5～7d． 沖一次。

      隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們保健意識(shí)逐步提高，對(duì)飲用水的質(zhì)量要求也越來越高，加上地表水的污染有加重趨勢(shì)，地下水的開發(fā)利用必將大大增加，因此，處理地下水過量的鐵錳愈加迫切。壓力式地下水除鐵錳裝置的應(yīng)用前景將越來越廣闊。

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