如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理專(zhuān)業(yè)知識(shí)——除鐵除錳的常規(guī)水處理工藝介紹。

含鐵、含錳的地下水在我國(guó)分布很廣，鐵和錳可以共存于地下水中，并常以溶解度較高的二價(jià)鐵、二價(jià)錳形式存在。

水中富含的鐵離子會(huì)使水發(fā)黃，有明顯的鐵銹氣味，易使衣服和器皿著色發(fā)黃，還易促進(jìn)管網(wǎng)中鐵細(xì)菌的生長(zhǎng)，對(duì)生活、生產(chǎn)用水造成污染，對(duì)管路造成損害。另外，鐵含量高的水進(jìn)入鍋爐和換熱設(shè)備，易結(jié)生氧化鐵垢和垢下腐蝕；鐵含量較高的原水進(jìn)入離子交換器，易使樹(shù)脂中毒。

錳是人體及動(dòng)植物所需的微量元素之一，但攝入過(guò)量的錳會(huì)引起中毒，長(zhǎng)期接觸錳化合物也可造成錳中毒。含錳水會(huì)使水有色、臭、味，影響紡織、造紙、釀造、食品等工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，也會(huì)對(duì)家用器具造成污染，洗滌衣物會(huì)有微黑色或淺灰色的斑漬。

含鐵錳的地下水暴露在空氣中一段時(shí)間后，沉淀出棕黃色沉淀物

富含鐵、錳離子的水對(duì)人類(lèi)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)造成較大危害，因此需要經(jīng)過(guò)處理后方可使用。

一、除鐵

地下水中的二價(jià)鐵不穩(wěn)定，常使用曝氣法去除。地下水中二價(jià)鐵鹽通常以重碳酸鐵Fe（HCO3）2的形式存在。一般是將地下水通過(guò)水泵抽入曝氣池中，并在輸水管路或曝氣池中通入壓縮空氣或通過(guò)射流法在管路中混入空氣，從而使空氣中的氧氣與水充分混合，達(dá)到將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的目的；再通過(guò)錳砂或其他除錳濾料過(guò)濾，去除氧化鐵沉淀物。

錳砂（主要成分是二氧化錳）是二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的良好催化劑。當(dāng)pH值大于5.50時(shí)（一般應(yīng)保持原水pH值為6.5-7.0可取得較好的處理效果），能加速二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的過(guò)程。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

4Fe2+＋O2＋8OH-＋2H2O → 4Fe（OH）3↓

氧化過(guò)程中，水中須保持足夠的溶解氧，才能將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，并在水解后呈膠體氫氧化鐵以褐色絮狀物沉淀，可經(jīng)錳砂濾層過(guò)濾將鐵除去。

二、除錳

氧化除錳基本與除鐵一樣，含錳水經(jīng)曝氣后經(jīng)過(guò)錳砂濾料，在錳砂濾料表面的錳質(zhì)活性濾膜作用下，Mn2+被溶解氧氧化為MnO2，吸附在濾料表面，使濾膜得到更新，該過(guò)程也是自催化反應(yīng)。其反應(yīng)式為：

2Mn2+＋O2＋4OH- →  2MnO2↓＋2H2O

水中的二價(jià)錳鹽在過(guò)濾時(shí)，也可能因MnO吸附而發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

MnO2 ·H2O＋Mn2+＋2OH- → MnO2 ·MnO·H2O＋H2O

注：MnO2 ·H2O指有效錳砂；MnO2 ·MnO·H2O指失效錳砂。

錳砂與Mn2+結(jié)合生成三氧化二錳后，便失去了除錳的性能。需要加入氧化劑再生。 使MnO2 ·MnO重新氧化成MnO2。一般生產(chǎn)中多采用往水中加氯（Cl2）的方法，來(lái)恢復(fù)錳砂的除錳性能。其反應(yīng)式為：

MnO2 ·MnO·H2O＋2H2O＋Cl2 → 2MnO2 ·H2O＋2HCl

錳的去除遠(yuǎn)比除鐵困難，鐵、錳共存時(shí)，鐵對(duì)錳的去除有干擾。在濾層中，要先完成對(duì)鐵的去除，才能開(kāi)始除錳，因此要獲得穩(wěn)定的除錳效果，Fe2+的濃度不應(yīng)超過(guò)2mg/L。

三、鐵錳共存的去除方法

當(dāng)原水中鐵錳含量較高，含Fe量超過(guò)5mg/L、含錳量超過(guò)1.5mg/L時(shí)，若用錳砂同時(shí)進(jìn)行處理，由于鐵比錳易于氧化，二價(jià)錳較難被氧化為四價(jià)錳。因此，一般需要采用二次過(guò)濾法，即先除鐵，使Fe2+的濃度低于2mg/L，再除錳。其流程為：地下水→深井泵（變頻泵）→曝氣→一 級(jí)過(guò)濾（除鐵）→二級(jí)過(guò)濾（除錳）。

當(dāng)原水中鐵錳含量較低，含鐵量低于5mg/L、含錳量低于1.5mg/L時(shí)，可以采用一次過(guò)濾去除。其流程為：地下水→深井泵（變頻泵）→曝氣→過(guò)濾（同時(shí)除鐵除錳）。

目前國(guó)內(nèi)常用除鐵錳的濾料有：錳砂、SS濾料、人工合成的分子篩“JM-3型”濾料，主要是采用化學(xué)反應(yīng)和吸附截留的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

錳砂主要是利用表面的錳質(zhì)活性濾膜MnO2進(jìn)行除錳；

SS濾料是一種含硅、鐵、鋁的多孔狀顆粒濾料，具有良好的過(guò)濾、吸附和絮凝沉淀作用；

JM-3型濾料是一種硅、鋁、氧的晶格狀四面體，其采用吸附與離子交換兩種方式去除。

JM-3除鐵錳濾料中的硅與鋁交換，而鋁是三價(jià)、硅是四價(jià)，缺少一個(gè)電荷，需要正電荷的離子補(bǔ)充。當(dāng)水與JM-3濾料接觸時(shí)，水中帶正電荷的離子可補(bǔ)充JM-3濾料中缺少的電荷，從而被濾料吸附，達(dá)到凈水的目的。它可以有效地去除水中絕大部分無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和部分有機(jī)物，去除率在70%～90%，特別是處理毒理學(xué)物質(zhì)中的氟、砷、汞、鉛、鎘、硒、鉬以及鐵、錳、鋅、鈣、鎂等，效果顯著。

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