8 地下水除铁除锰.ppt

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 19.1.1 地下水除铁 地下水除铁方法 1. 曝气氧化法 空气中的氧将Fe2+氧化成Fe3+，沉淀、过滤后→分离 亚铁氧化过程 4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH- 1 （氧化） Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ 2 （水解） 将 + 4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+ 除铁所需的溶解氧量： 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。 水气射流泵曝气装置，压缩空气曝气装置、跌水曝气装置、叶轮表面曝气装置。 喷淋式曝气装置：将水以水滴或水膜形式分散于空气中。 莲蓬头或穿孔管曝气装置：宜设于室外。下部有集水池。 板条式曝气塔：填料不易堵塞，适用于高含铁地下水的曝气。 曝气接触曝气塔：铁质沉积于填料表面，对二价铁有接触催化作用。填料易堵塞，适用于含铁量不高于10mg/L的地下水曝气。 机械通风式曝气塔：曝气效果好，木板条填料不易为铁质堵塞，适用于高含铁地下水的曝气。 2. 氯氧化法 氯是比氧更强的氧化剂，氯与二价铁的反应式： 含铁地下水经加氯氧化后，通过絮凝、沉淀和过滤以去除水中生成的Fe(OH)3。可根据水中含铁量的多少，对工艺进行取舍。 3. 接触过滤氧化法 以溶解氧为氧化剂，以固体催化剂为滤料，加速二价铁的氧化。 含铁地下水经曝气后，进入滤池，二价铁先被吸附在滤料表面，后被氧化，氧化生成物（氢氧化铁覆盖膜）作为新的催化剂参与反应。自催化反应。 地下水除铁工艺流程 （1）空气自然氧化法 （2）氯氧化法 （3）接触氧化法 空气自然氧化法：不需投加药剂，滤池负荷低，运行稳定，原水含铁量高时仍可采用。但不适合于溶解性硅酸含量较高及高色度地下水。 氯氧化法：适用于一切地下水。当Fe2+量较低时，可取消沉淀池、絮凝池。缺点：形成的泥渣难以浓缩、脱水。 接触氧化法：不需投药、流程短、出水水质好，但不适用于含还原性物质多及色度高的原水。 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 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 Mn4+与滤料表面原有的MnO(OH)2形成化学结合物—新生的MnO(OH)2； ④新生的MnO(OH)2具有催化作用，催化氯对Mn2+氧化反应。 滤料表面发生：吸附反应 再生反应交替循环，完成除锰过程。 滤料：天然锰砂，对Mn2+吸附能力强。 3. 生物固锰除锰法： 在pH 值中性范围内，依靠Mn2+氧化菌氧化作 用。Mn2+吸附在细菌表面，在细菌胞外酶的催化 作用下氧化成Mn4+。 含锰地下水经曝气充氧后，进入生物除锰滤池， 滤池须接种除锰菌、培养、驯化。 曝气采用跌水曝气等简单的充氧方式。 地下水除锰工艺流程 （1）高锰酸钾氧化法 （2）氯接触过滤法 （3）生物固锰除锰法 影响除铁除锰的主要因素 1）铁锰相互干扰 地下水中同时含有Fe2+和Mn2+。 2）水中溶解硅酸的影响 地下水中含有溶解性硅酸，其含量对曝气氧化除 铁有明显影响。因为溶解性硅酸能与Fe(OH)3的 表面结合，形成稳定的高分子。生成Fe(OH)3粒 径小，凝聚困难。 3） 水的pH 值高，有利于向铁锰的氧化方向进 行， pH 值高，除锰容易。接触氧化除铁，水的 pH 在6.0以上，接触氧化除锰，水的pH 在7.0以上。 4）有机物的影响 作为吸附剂和催化剂的熟砂滤料表面，当吸附了有 机质后，降低了滤料的催化作用和氧化再生能力。 排除方法：在滤前水中连续加氯。 除铁除锰工艺流程 以氯为氧化剂，根据Fe2+与Mn2+氧化还原电位的 差异，先用氯氧化除铁，再用氯接触过滤除锰 （2） 先以空气为氧化剂经接触过滤除铁，再投氯用氯 接触过滤除锰。 除铁除锰工艺流程 先以空气接触过滤除铁，再用高锰酸钾接触