地下水除铁除锰课件.ppt

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1、水质工程学（上）西安理工大学水电学院市政工程系第19章 水的其它处理方法19.1 地下水除铁除锰19.1.1 地下水除铁含铁含锰地下水水质v 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/Lv 我国部分地区的地下水 含铁量多在515mg/L 含锰量多在0.52.0mg/L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+19.1.1 地下水除铁12

2、12PH5.5时，铁的氧化速率是非常缓慢的。除铁所需的溶解氧量：a过剩溶氧系数，a=35。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：v 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。19.1.1 地下水除铁v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

3、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。19.1.1 地下水除铁19.1.1 地下水除铁19.1.1 地下水除铁19.1.1 地下水除铁19.1.1 地下水除铁接触式曝气塔1焦炭层；2浮球阀板条式曝气塔机械通风式曝气塔19.1.1 地下水除铁19.1.1 地下水除铁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。19.1.1 地下水除铁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

4、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。曝曝气气催化氧催化氧化过滤化过滤原水原水净化水净化水19.1.1 地下水除铁净净 化化 水水 高高 铁铁 水水 新型除铁除锰净水过滤介质新型除铁除锰净水过滤介质 S S S S 滤料滤料 19.1.1 地下水除铁地下水除铁工艺流程（1）空气自然氧化法（2）氯氧化法（3）接触氧化法曝气沉淀池滤池Cl2除铁水 原水絮凝池沉淀池滤池Cl2除铁水 原水(Fe2mg/L)PAC曝气装置接触过滤池Cl2除铁水 原水19.1.1 地下水除铁空气自然氧化法空气自然氧化法：不需投加药剂，滤池负荷低

5、，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。19.1.1 地下水除铁铁和锰化学性质相似，常共存于地下水中，铁和锰化学性质相似，常共存于地下水中，但铁的氧化还原电位低于锰，更容易被空气但铁的氧化还原电位低于锰，更容易被空气中的氧气氧化，相同中的氧气氧化，相同PHPH值时二价铁比二价锰值时二价铁比二价锰的氧化速率快，以致影响二价锰的氧化，因的氧化速率快，以致影响二

6、价锰的氧化，因此地下水除锰比除铁困难。此地下水除锰比除铁困难。19.1.2 地下水除锰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19.1.2 地下水除锰地下水除锰方法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，Mn2+被MnO(OH)2吸附；在MnO(OH)2的催化作用下，被氯氧化为Mn4+；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；新生的MnO(OH)2具有催化作用，催化氯对M

7、n2+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。19.1.2 地下水除锰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。地下水除锰方法19.1.2 地下水除锰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）生物固锰除锰法滤池Cl2除锰水 原水絮凝池沉淀池滤池KMnO4除锰水 原水曝气装置生物除锰过滤池空气除锰水 原水19.1.2

8、地下水除锰 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。19.1 地下水除铁除锰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。19.1 地下水除铁除锰 除铁除锰

9、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。19.1 地下水除铁除锰絮凝池沉淀池除铁滤池Cl2除铁除锰水 含铁含锰 原水硫酸铝除锰滤池（1）除铁滤池空气除铁除锰水含铁含锰原水除锰滤池Cl2 除铁除锰工艺流程先以空气接触过滤除铁，再用高锰酸钾接触过滤除锰。（4）以空气为氧化剂的接触过滤除铁和生物固锰除锰相结合工艺。生物滤池存在着除锰菌为核心的微生物，除铁氧化机制：接触氧化。19.1 地下水除铁除锰（3）除铁滤池空气除铁除锰水含铁含锰原水除锰滤池KMnO4除铁除锰水曝气含铁含锰原水生

10、物除铁除锰滤池 除铁除锰滤池1.滤池型式的选择v 普通快滤池：大中型水厂v 压力滤池：中小型水厂双级压力滤池两级过滤一体化上层除铁，下层除锰，工作性能稳定，处理效果良好，适用于铁锰中等含量的水厂。19.1 地下水除铁除锰1来水管；2、4进水和反冲洗排水管；3、5配水管；7排气管；8隔板；19.1 地下水除铁除锰19.1 地下水除铁除锰 除铁除锰滤料1.除一般要求外，要对铁和锰有较大的吸附容量和较短的“成熟”期。2.常用滤料：石英砂、无烟煤、天然锰砂v曝气氧化法除铁中石英砂和无烟煤；v接触氧化除铁中优先选用天然锰砂，过滤初期出水水质好。v接触氧化除锰中优先选用马山锰砂，乐平锰砂、湘潭锰砂，成熟期短，容量大，过滤初期出水水质好。19.1 地下水除铁除锰