小型地下水除铁锰工艺在农村小型集中式供水工程中的应用-论文.pdf

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1、科技创新与应用12014年第29期科技创新小型地下水除铁锰工艺在农村小型集中式供水工程中的应用荣明书唐勇臣(广西水文地质工程地质队，广西柳州545006)摘要：我国生活饮用水的国家标准规定：铁含量不大于0．3rag／1，锰含量不大于0．1ing／1。但广西广大岩溶石山地区地下水铁、锰含量普遍有超标1一l0倍以上。小型地下水除铁、锰装置通常适用于处理水量不大的农村小型集中式供水工程，一般采用曝气，接触氧化，压力式机械过滤这一工艺流程。文章简述其工作原理及设计安装使用中的注意事项。关键词：除铁；除锰；接触氧化；压力式机械过滤；地下水铁锰是人体必不可缺少的微量元素，人的体内缺铁，会得缺铁f生贫气的溶

2、人都有加强的作用，但会加大能耗并使氧的利用率下降，故是不血等疾病，直接影响身体健康。人体内所需要的铁锰，主要来源于食物经济的。在应用中。如原水的PH值较高，则可采用较小的气水比，曝气和饮水。然而，水中含铁量过多，也会造成危害。据测定，当水中含铁量为时使气泡分散于水中，即气泡式曝气，如采用压缩空气、水——气射流0．5melL时，色度可达30度以上，达到1．0mg／L时，不仅色度增加，而且会泵等装置，如果水的PH值较小曝气时除了使氧溶于水外还需散除水中有明显的金属味。铁锰的浓度超过一定限度，就会产生红褐色的沉淀的二氧化碳，则应采用较大的气水比，使水滴分散于空气中，即喷淋式物，生活上，能在白色织物或

3、用水器ⅢL、卫生器具上留下黄斑，同时还容曝气，如淋水、跌水、接触式曝气塔等装置。易使铁细菌繁殖，堵塞管道。饮用水铁锰过多，可引起食欲不振、呕吐、腹1．2二价铁的接触氧化泻、胃肠道紊乱及大便失常等危害。所以我国国家标准规定在生活饮用小型除铁、锰装置一般都采用接触氧化法，即原水曝气后直接进入水中铁含量不超过0．3mg／l，锰不超过0．1m。锰砂滤池。在滤池中同时进行NC"过程：一方面二价铁离子被滤料膜吸据《广两农村饮水安全工程“十二五”规划》，到2014年，成井1750附，并在其催化作用下被氧化；另一方面被氧化后成为Fe(OH)，的铁质口，为从根本上改善水源性缺水地区100万人以上群众的饮水条件提

4、即附着在滤料上从水中除去。供饮用水源保障。广西水源性及水质胜缺水地区点多面广，且多分布在l_3锰的接触氧化去除碳酸盐岩的岩溶石山地区，为寻找足够合格的供水水源，多采用打井吸锰在水中有二价至多种价态，但基本上部以二价形式存在。通常在取地下水的方法作为水源。而岩溶石山地地下水一般铁、锰含量较原水中含锰量不高的情况下，可与除铁一起通过一次曝气直接进入锰高，个别地区大大超过国家标准，所以很有必要推广应用小型除铁、除砂滤池，进行接触氧化并去除。由于铁的氧化还原电位比锰还低，故二锰设备。价铁对高价锰起还原作用，即在铁存在的情况下．很难使锰氧化去除。1除铁、锰的_『=艺原理所以在生产中可采用加厚滤层厚度或采

5、用双级过滤方法。如果水中含三价铁在PH>5的水中，溶解度极小。通过地层的过滤作用，基本上锰较高可采用先简单曝气除铁，再充分曝气除锰的方法。可以去除。地下水中的铁主要以二价的重碳酸铁Fe(HCO)的形式存2地下水除铁、锰的主要]_艺方法及设备在。由于地下水基本不含溶解氧，故Fe(HCO)在地下水中存在很稳定。小型除铁、锰装置的曝气部分形式较多，可依水质的不同选用，过当地下水提升至地面接触氧气或氯气、高锰酸钾等氧化胜物质后，就被滤部分多采用压力机械虑罐。虑罐可采用直径800-3000mm的多种定氧化为三价铁：型产品，采用大阻力配水方式，滤料采用粒径0．6～2．0ram的天然锰砂、滤4Fe2++Oz

6、+2H2O=4Fe2++40H-(1)层厚度1．0～1．4m，垫层采用级配锰砂，不易松动乱层的大粒径垫层可采氧化生成的三价铁由于溶解度极小，因而以Fe(OH)形式析出，Fe用卵石，其粒径及厚度见表1。(OH)又易于形成胶体絮凝体，通过各种形式的滤池即可去除。表1垫层采用材料粒径及厚度一览表目前小型的地下水除铁、锰装置多以利用空气中的氧来氧化二价层次l23．45铁最为经济。其一般的工艺原理见图1。材料卵石卵石锰砂锰砂锰砂粒径组成(mm)32～6416--328～164～82～4厚度由下封头大阻(ram)力排水系统管顶l0ol【x】l0050定型产品的产水量从每小时2吨到70吨。下面以采用水——气

7、射流泵曝气的除铁、锰装置(图2)为例，简述其操作程序。该套设备适用于原水PHi>7，[Fe2+]~<5mg／l的条件。图1除铁、除锰工艺原理1．1氧气的溶解及二氧化碳的散除由(1)式可知每氧化1m的二价铁需0．14[FeZ+]mg／1的氧，但实际上所需的浓度比理论值高，所以除铁所需溶解氧浓度为：=

8、D．14a[Fe>]mg／1(2)d．过剩氧系数，一般取a=2-5。水中二价铁的氧化速J变与水中e、