地下水除鐵除錳技術(shù)9課件

地下水除鐵除錳技術(shù)

----第九組地下水除鐵除錳技術(shù)地下水為什么要除鐵除錳？地下水為什么要除鐵除錳？地下水除鐵除錳技術(shù)鐵、錳對日常及生產(chǎn)的危害

飲用含鐵地下水對人體，目前認為尚無影響，但也不能超過一定含量，而長期飲用含錳量較高的水，據(jù)醫(yī)學上講，可給一些人生理上造成一定的影響；含鐵、錳的水可使白色織物變黃，給水管道堵塞，給人們?nèi)粘碓S多不便。生產(chǎn)中，鐵錳可使鍋爐結(jié)垢，使離子交換樹脂中毒失?。辉诩徔椘飞袭a(chǎn)生銹斑；使釀造的飲料變色變味等，尤其是錳可使水產(chǎn)生更大的色變，鐵和錳有如此危害，因此國家規(guī)定用水中含鐵不超過0.3mg/l,錳不超過0.1mg/l。地下水除鐵除錳技術(shù)地下水除鐵除錳技術(shù)原理含鐵、錳地下水在地層中經(jīng)過長期滲透過濾，幾乎不含懸浮物，也不含溶解氧，一般水質(zhì)清澈透明。當含鐵地下水被泵抽升至地面后，空氣中的氧便迅速溶解于水中，水中的二價重碳酸亞鐵便被氧化成的三價鐵，三價鐵和水中的氫氧根結(jié)合生成不溶于水的氫氧化鐵沉淀由水中析出地下水除鐵除錳技術(shù)原理含鐵、錳地下水在地層中經(jīng)過長期滲透過濾地下水除鐵除錳技術(shù)原理其反應式如下：

4Fe(HCO3)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8CO2依據(jù)以上原理，在地下水除鐵中，一般工藝選用二步法。第一步向含鐵水中溶氧，將二價鐵氧化成幾乎不溶于水的三價鐵，第二步是過濾除去三價鐵的沉淀物，使水得到凈化。地下水除鐵除錳技術(shù)原理其反應式如下：地下水除鐵除錳采用什么方式？地下水除鐵除錳采用什么方式？地下水除鐵除錳技術(shù)曝氣氧化法

此法是利用空氣中的氧氣與水中的2價鐵和錳接觸,將其氧化成3價鐵和4價錳的化合物,然后經(jīng)沉淀,過濾達到除鐵、除錳的目的。此過程去除鐵、錳所需的PH值應不低于7.0,PH值越高,氧化速度越快。向水中曝氣的目的除了提供足夠的氧氣外,還有去除水中的CO2以提高水的PH。地下水除鐵除錳技術(shù)曝氣氧化法地下水除鐵除錳技術(shù)曝氣接觸氧化法

經(jīng)過曝氣,使得含有溶解氧的水通過含有鐵質(zhì)和錳質(zhì)的活性濾料,在所含鐵質(zhì)和二氧化錳的催化作用下,二價的鐵和錳的氧化速率大大加快,進而被活性濾料去除。其中,活性濾料可以是天然錳砂,也可由普通的砂濾料經(jīng)熟化而形成。接觸氧化法所需的PH值不低于6.0,一般要大于7.0。此過程曝氣的目的是向水中提供足夠的氧氣。地下水除鐵除錳技術(shù)曝氣接觸氧化法地下水除鐵除錳技術(shù)氯氧化法

氯是比氧更強的氧化劑,當PH大于5.0時,氯就可以迅速的將二價鐵和錳氧化成三價鐵和四價錳。經(jīng)濾砂過濾,去除生成的鐵、錳絮凝物。地下水除鐵除錳技術(shù)氯氧化法地下水除鐵除錳技術(shù)藥劑氧化法

藥劑氧化法是利用具有強氧化性的化學藥劑來氧化水中的二價鐵和二價錳。例如高錳酸鉀氧化,氯氧化等。地下水除鐵除錳技術(shù)藥劑氧化法地下水除鐵除錳技術(shù)此外,還有生物法去除水中的鐵、錳。地下水除鐵除錳技術(shù) 生物法除錳機理 早期地下水除錳機理是通過高效的除鐵工藝研究以及鐵、錳本身相似的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等表象特征推得．經(jīng)深入研究，發(fā)現(xiàn)生物除錳法中起催化作用的不是錳的氧化物而是微生物，氧化的主體是鐵錳細菌．因此，研究人員從微觀上對微生物除錳的機理重新進行了深入分析，認為生物氧化除錳的一級氧化作用是通過錳氧化菌胞內(nèi)的酶促反應實現(xiàn)的，Mn2＋吸附在帶負電的錳氧化菌細胞膜表面的胞外聚合物上，隨之產(chǎn)生酶促反應．氧化菌附近分泌的生物聚合物產(chǎn)生了堿性的微環(huán)境，從而發(fā)生簡單的催化反應． 生物法除錳機理 早期地下水除錳機理是通過高效的除鐵工藝研究 生物法除錳過程 生物除錳的過程包括擴散、吸附和氧化3個階段．在擴散階段，Mn2＋由水中向生物膜表面擴散；在吸附階段，擴散到生物膜表面的Mn2＋通過范德華引力和細菌胞外分泌物被吸附到生物膜的表面上；在氧化階段，被吸附的Mn2＋被氧化為MnO2，該過程可能包含兩個方面，一是在微生物周圍及內(nèi)部形成了一個堿性的微環(huán)境，Mn2＋在擴散到微生物表面及進入生物膜內(nèi)部的過程中，被水中溶解氧迅速氧化．二是吸附在生物膜表面的Mn2＋在微生物胞外酶的催化下被氧化成MnO2。 生物法除錳過程 生物除錳的過程包括擴散、吸附和氧化3個階段生物法除錳過程 在濾池中接種鐵錳氧化細菌，經(jīng)培養(yǎng)，熟料表面形成一個復雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中存在著大量具有錳氧化能力的細菌。濾層的活性就來自于附著的錳氧化細菌的活性。細菌在載體上再生出新的吸附表面，從而使吸附、氧化、再生處于動態(tài)平衡。生物法除錳過程 在濾池中接種鐵錳氧化細菌，經(jīng)培養(yǎng)，熟料表面形其他方法石灰或石灰—蘇打法在石灰或石灰—蘇打軟化體系中,pH值往往很高,足以把水中的鐵以Fe(OH)3形式沉淀下來。含鐵量較高的水可以先進行氧化預處理,然后再過濾,過濾后的水含鐵可減少到0.1mg/L或0.1mg/L以下。其他方法石灰或石灰—蘇打法其他方法離子交換法采用鈉型或氫型陽離子交換法能有效地去除水中的溶性鐵。實際上,鐵被看做是離子交換樹脂的一種鐵銹。因此,水在進入離子交換器前,含鐵量應當限制在1~2mg/L。其他方法離子交換法其他方法堿化除錳法

向含Mn2+地下水中投加NaOH等堿性物質(zhì),將pH值提高到9.5之上,溶解氧迅速地將Mn2+氧化成MnO2而析出,但是處理水中的pH值太高,需要酸化后才能供生活之用。其他方法堿化除錳法其他方法光化學氧化法

在陽光照射和含游離氯的條件下,中性含錳水很快析出MnO2沉淀,這是紫外線激活了氯離子,使之與Mn2+進行了強烈的光化學反應。其他方法光化學氧化法除鐵、錳工藝對于鐵與錳共存的地下水，其處理工藝流程如下：

①以氯為氧化劑，根據(jù)二價鐵與二價錳的氧化還原電位的差異采用的兩級過濾流程，先用氯氧化除鐵，再用氯接觸過濾除錳。當原水中含鐵、含錳量較低時，也可采用一級濾池。Cl2↓↓凝聚劑原水－→絮凝→沉淀→除鐵濾池→除錳濾池→除鐵錳水

除鐵、錳工藝對于鐵與錳共存的地下水，其處理工藝流程如下：除鐵、錳工藝②先以空氣氧化接觸過濾除鐵，再加氯接觸過濾除錳。

↓Cl2原水→曝氣→除鐵濾池→除錳濾池→除鐵，錳水③先以空氣氧化接觸過濾除鐵，再加KMnO4接觸過濾除錳。

↓KMnO4原水→曝氣→除鐵濾池→除錳濾池→除鐵，錳水除鐵、錳工藝②先以空氣氧化接觸過濾除鐵，再加氯接觸過濾除除鐵、錳工藝④以空氣氧化接觸過濾除鐵和生物固錳除錳相結(jié)合的流程。該濾池的濾層為生物濾層，除鐵與除錳在同一濾池完成?！緞┰貧狻锍F除錳濾池→除鐵，錳水⑤當含鐵量＞10mg/L，含錳量＞2mg/L時，可采用兩級曝氣兩級過濾的流程。

↓消毒劑原水→曝氣→除鐵濾池→曝氣→生物除錳濾池－→除鐵，錳水除鐵、錳工藝④以空氣氧化接觸過濾除鐵和生物固錳除錳相結(jié)合的地下水除鐵除錳設備——曝氣設備曝氣裝置的選擇，可采用跌水、淋水、噴水、射流曝氣、板條式曝氣塔、接觸式曝氣塔、機械通風曝氣塔等裝置。①跌水曝氣：適用于水中鐵錳含量較低，對曝氣要求不高的工程。②淋水曝氣：分穿孔管和蓮篷頭兩種淋水裝置，但孔眼易堵塞，適用于水中含鐵量小于10mg/L的小型重力式濾池除鐵。

地下水除鐵除錳設備——曝氣設備曝氣裝置的選擇，可采用跌水地下水除鐵除錳設備——曝氣設備③射流曝氣：適用于水中鐵、錳含量較低，對散除CO2和提高pH值要求不高的小型工程。④壓縮空氣曝氣：一般由空氣壓縮機供氣、氣水混合器混合，適用于鐵、錳含量較高的大型工程。⑤板條式曝氣塔：適用于水中含鐵量較高的大型工程。

地下水除鐵除錳設備——曝氣設備③射流曝氣：適用于水中鐵、錳地下水除鐵除錳設備——曝氣設備⑥接觸式曝氣塔：適用于水中含鐵量小于10mg/L的大型程。⑦葉輪式表面曝氣：溶氧效率高、能充分散除CO2和大幅度提高pH值，適應性強。地下水除鐵除錳設備——曝氣設備⑥接觸式曝氣塔：適用于水中含地下水除鐵除錳設備——除鐵濾池除鐵濾池的濾料一般宜采用天然錳砂或石英砂等。除鐵濾池濾料的粒徑：石英砂一般為ｄ最小=0.5mm，ｄ最大=1.2mm；錳砂一般為ｄ最小=0.6mm，ｄ最大=1.2～2.0mm。厚度為800～1200mm，濾速為6～10m/h。除鐵濾池宜采用大阻力配水系統(tǒng)。當采用錳砂濾料時，承托層的頂面兩層需改為錳礦石。地下水除鐵除錳設備——除鐵濾池除鐵濾池的濾料一般宜采用天然錳地下水除