凈水廠原水中除鐵除錳技術(shù)淺談

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1、凈水廠原水中除鐵除錳技術(shù)淺談【摘要】由于凈水廠進廠原水中鐵錳元素含量過高，且鐵錳含量過高直接影響工程質(zhì)量和人體的健康，故去除鐵錳就成為了當務之急。本文敘述了水中鐵錳對生產(chǎn)和生活的危害，去除水中鐵和錳的原理那個方法，并應用于設計的處理能力為10萬噸/日凈水處理廠工藝流程中?！娟P(guān)鍵詞】凈水廠，凈化，除鐵，除錳1、含鐵錳地下水的形成鐵在地球表面分布很廣，地殼中的鐵質(zhì)多半分散在各種晶質(zhì)巖和沉積巖中，它們都是難溶性的化合物。這些鐵質(zhì)大量的進入水中，一般通過以下幾種途徑：（1）.含碳酸的地下水，對巖層中二價鐵的氧化物起溶解作用。在水的循環(huán)中，部分雨水由地表滲入地下的過程中，一般都要經(jīng)過富含有機物的表土層。

2、土壤中的有機物在微生物的作用下，被分解而產(chǎn)生出大量二氧化碳，這些二氧化碳溶于水中便使地下水含有大量的碳酸。含有碳酸的地下水經(jīng)過地層的滲透和過濾，能逐漸溶解巖層中二價鐵的氧化物，而生成可溶于水的重碳酸亞鐵：FeO+2CO2+H2O=Fe（HCO3）2當巖層中有碳酸亞鐵存在時，碳酸亞鐵在碳酸作用下也能生成溶解于重碳酸亞鐵。FeCO3+CO2+H2O=Fe（HCO3）2（2）.三價鐵的氧化物在還原條件下被還原而溶解于水。在含有機質(zhì)的地層中，常由于微生物的強烈作用而處在還原條件下時，水中的溶解氧被消耗殆盡，而由于有機物的分解作用，產(chǎn)生出相當數(shù)量的硫化氫和二氧化碳。在這種條件下，地層中的三價鐵首先被硫化

3、氫還原生成FeS沉淀。Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S生成的硫化鐵在碳酸作用下又生成溶解于水中的Fe（HCO3）2。FeS+2CO2+2H2O=Fe（HCO3）2+H2S2、鐵、錳對日常生活及生產(chǎn)的危害鐵是人體必須的元素之一，它與造血功能有著重要的關(guān)系。但水中含鐵量不能過高，當水中含鐵量大于1.0mg/L時，就有明顯的腥臭味，煮食會使茶飯發(fā)黑；用水器皿和洗滌的衣物會被染色，出現(xiàn)黃銹斑。貼的沉淀物也是水垢的組成物。含鐵過高的水還容易使鐵細菌繁殖而阻塞熟水管道。因此，標準中規(guī)定鐵的含量不超過0.3mg/L。錳是人體需要的微量元素之一，它的各種特征都與鐵相近，錳的氫氧化物沉淀呈灰黑色，可

4、在輸水管配水中造成“黑水”現(xiàn)象。錳細菌的繁殖也會阻塞管道。因此，標準中規(guī)定錳的含量不超過0.1mg/L。目前認為飲用含鐵地下水對人體健康尚無影響，但也不能超過一定含量。據(jù)醫(yī)學上講長期飲用含錳量較高的水，可給一些人生理上造成一定的影響。鑒于以上所述可見除去水中鐵錳的必要性。3、工藝設計當凈水廠原水中鐵錳的含量超過生活飲用水衛(wèi)生標準時，需要設置曝氣裝置、生物除鐵除錳濾池和反沖洗機制來除去以達到合格標準。3.1技術(shù)路線確定本文所提到的凈水處理廠，由于原水中含有鐵和錳，凈水的主要目標是除鐵除錳，所以凈化工藝采用生物除鐵除錳技術(shù)，主要體現(xiàn)在：曝氣；在同一生物濾層中除鐵除錳；培養(yǎng)期、穩(wěn)定期的反沖洗機制。3

5、.2地下水除鐵除錳工藝流程及主體構(gòu)筑物設計參數(shù)和特點水凈水廠占地分為兩個功能區(qū)：水處理區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)。全廠設計處理能力為10萬m3/d，整個工程分兩期實施，每期5萬m3/d。目前已建成一期水處理區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)，一期水處理區(qū)包括：曝氣池2座，單池內(nèi)徑10.5m；普通快濾池2列，每列6個單池；清水池4座；吸水井1座；送水泵房1座；反沖洗系統(tǒng)；加氯系統(tǒng)。曝氣池和生物除鐵除錳濾池是整個供水廠水質(zhì)凈化的核心，其構(gòu)筑物主要設計參數(shù)及特點如下。（1）曝氣池。曝氣池是凈化系統(tǒng)的第一單元構(gòu)筑物，曝氣方式采用跌水弱曝氣。之所以采用弱曝氣原因有三：一是生物除鐵除錳機制指出，在pH中性范圍內(nèi)，Mn2的氧化不是錳的氧化

6、物的自催化作用，而是以Fe2，Mn2氧化細菌為主的生物氧化作用，研究證明有很大一部分鐵錳氧化細菌屬微好氧菌，過度的曝氣不僅造成能量浪費，還會抑制某些細菌的活性，產(chǎn)生負面影響；二是在生物除鐵除錳濾層中不要求散失CO2，因為水中CO2是微生物繁殖代謝的重要碳源；三是研究證明Fe2對維系生物濾層中生物群系的平衡起到了至關(guān)重要的作用，強曝氣將使原水中大量的Fe2在進入濾層前氧化成Fe3，F(xiàn)e3絮凝體易堵塞濾層和穿透濾層，影響出水水質(zhì)，而Fe2的減少又嚴重影響生物濾層的穩(wěn)定性。從以上三點可以看出生物除鐵除錳技術(shù)在曝氣方面與傳統(tǒng)的除鐵除錳工藝相比有很大不同，傳統(tǒng)的除鐵除錳工藝曝氣的主要目的是向水中溶解足夠

7、數(shù)量的氧氣，并充分散除水中的CO2、提高pH，因此一般都要求較大的曝氣強度，而生物除鐵除錳機制要求弱曝氣。研究表明曝氣后水中溶解氧維持在3～5mg/L即可滿足生物濾池運行要求。（2）生物除鐵除錳濾池。濾池分為獨立的兩列，每列設計水量為32400m3/d，每列共有6個單元濾池。單池平面尺寸為7.5m×6.2m，池深3.7m，設計濾速6m/h，強制濾速6.5m/h。濾料采用普通石英砂，厚度1m，粒徑0