列举三种地下水除铁的方法
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发布时间：2022-04-21 06:27
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时间：2023-09-09 06:23
我国饮用水标准中规定铁的含量＜0.3mg/l，锰的含量＜0.1mg/l
我国部分地区的地下水含铁量在5-15mg/l，含锰量在0.5-2mg/l
在面对如此高的铁锰含量的情况下，有什么方法能去除水中的铁锰呢
一、除铁方法
1、空气自然氧化法
含Fe2+地下水经曝气充氧后，在反应池中溶解氧将Fe2+氧化为Fe3+固体颗粒，后经混凝沉淀和过滤等工艺去除，然而滤后水中还残存能穿透过滤层的Fe3+胶体颗粒，导致出厂水总铁超标。
（4Fe2+）+O2+2H2O=4Fe3+4OH- (氧化)
（Fe3+）+3H2O=Fe(OH3)↓+3H+ （水解）
（4Fe2+）+O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+
每氧化1mg/l的二价铁，理论上需氧0.14mg/l,同时产生0.036mg/l的H+，但是每产生1mol/l的H+会减小1mol/L的碱度。
如水的碱度不足，则在氧化反应过程中，H+浓度增加，PH降低，以致氧化速率受到影响而变慢。
当PH在7.0以上时，氧化速率较快。
◎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：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。
·气泡式曝气式装置：将空气以气泡形式分散于水中。
·射流曝气装置：应用水射器利用高压水流吸入空气，高压水一般为压力滤池的出水回流，经过水射器将空气带入深井泵吸水管中。适用于小型设备、原水铁锰含量较低且无需去除CO2以提高PH时。
·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，适用于铁含量不高于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、接触催化氧化法
铁质活性滤膜的除铁过程，是先吸附水中的Fe2+二价铁离子，再在滤膜催化作用下被溶解氧化，氧化生成的三价铁化合物作为新的滤膜物质又参与催化反应，所以铁质滤膜除铁是一个自动催化反应过程。具有不投药、简单曝气、流程短、出水水质好等特点。
反应生成物和催化剂是同一物质，称之为自催化反应。
铁质活性滤膜的化学组成为Fe（OH）3H2O（或写为Fe2O3.5H2O）;新鲜的滤膜具有较强的催化活性，随着时间的增长，滤膜脱水老化，催化活性也逐渐降低。
有下列反应方程式：
Fe(OH3).2H2O+Fe2+=Fe(OH)2(OFe).2H2O+H+
Fe(OH)2(OFe).2H2O+1/4(O2)+2/5(H2O)=2Fe(OH)3.2H2O+H+
多年工艺实践证明，接触氧化法中铁质活性滤膜对容易氧化的铁具有良好的去除效果。故在地下走只含有铁不含锰时，可优先采用此工艺。但由于我国大部分地下铁锰同时存在，因此，同时去除铁锰仍存在一些问题。
3、生物氧化除铁
Pierre Mouchet 在低溶解氧（0~0.7mg/l）和低含铁量（0.75~1.1mg/l）的情况下发现生物在除铁过程中存在很大的作用，得出生物是除铁的主要原因。
Cathene V Tremb-lay 也在低溶解氧含量下发现生物除铁作用的存在。
虽有多名学者发现生物除铁作用的存在，但是在高铁含量情况下生物除铁作用效果还未有发现。
三、除铁工艺对比
二、除锰方法
1、自然氧化法
自然氧化法除锰原理与自然氧化法除铁原理类似，但要求PH值大于9.5。仅靠曝气难以将地下水的PH值提高到此水平，需投加碱以提高PH值，使得工艺流程更复杂，处理后水PH值太高，需要酸化后才能正常使用，进一步增强了管理难度和运行费用，故这种方法不适合我国供水设施建设资金有限的现实国情。
2、强氧化剂氧化法
①、高锰酸钾氧化法
②、氯接触过滤法
(3Mn2+)+KMnO4+H2O=5MnO2+（2K+）+（4H+）
向含Mn2+水中投加KMnO4可直接将Mn2+氧化为MnO2.mH2O，KMnO4本身也还原为MnO2.mH2O，生成的高价固态锰氧化物经混凝沉淀去除。
含Mn2+的地下水投氯后，然后流入锰砂滤池，在催化剂MnO2.mH2O的作用下，氯将Mn2+氧化MnO2.mH2O并与原有的锰砂表面相结合。新生成的MnO2.mH2O必也具有催化能力，也是自催化反应。
