概述含盐量较高的苦咸水区域的井水呈还原态,含有二价铁、锰离子。现象:1、烧开后,水会变红;2、用这种水洗衣服后,衣服会出现锈迹斑。3、饮用这种井水,会感到一种苦涩味道;长期饮用,影响人们身体健康。我国地下水中含铁一般在5~10ppm;锰含量为0.5~2ppm。分布面积较广,主要在东北平原、西北高原、华北、河南及沿海一带。铁锰在水处理的影响一、污堵反渗透膜和纳滤膜。1、即使SDI5,反渗透及纳滤进水亚铁含量低于0.1ppm,还是会出现污堵问题。2、这种含铁锰的地下水对膜污染的主要原因是铁、铝和淤泥(硅酸铁或硅酸铝)3、FeCO3的容积度较低,但Fe(HCO3)2则是可溶的;故铁锰离子主要与HCO3-离子结合存在。4、引起膜面铁污堵可能情况:#氧气进入到含二价铁的水中;#高碱度水源形成FeCO3;#铁与硅反应形成难溶性的硅酸铁;#絮凝剂引起的胶体状铁;#与含有H2S的水源混合,形成黑色难溶硫化铁FeS;#管道铁锈#受铁还原细菌的氧化作用,将会加剧生物膜的滋生和铁垢沉积。二、污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用。1、阳树脂可以去除溶解状铁,但铁含量超出0.05ppm时,会污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用。2、胶体和有机物—铁复合物通常不能被树脂吸附。锰砂物理化学性能:天然锰砂呈褐色或淡灰色,晶粒致密,机械强度大,化学活性强,不易破碎,不溶于水。锰砂滤料粒度常有:0.5~1.0mm,1.0~2.0mm,2.0~4.0mm,4.0~8.0分析项目数据分析项目数据MnO2含量%20~45盐酸可溶率%3.0SiO2含量%17~20破碎率%1.0铁含量%20左右磨损率%1.0泥含量%3.0堆密度g/cm31.65~2.2锰砂外观:除铁除锰原理:一、氧化理论:天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁Fe2+氧化成三价铁Fe3+,并形成Fe(OH)3沉淀;而锰Mn2+离子氧化形成不溶于水的MnO2和Mn2O3;利用锰砂过滤器的反洗功能将其除去。化学反应式:Fe2++2MnO2.H2O=Fe(OH)3+Mn2O3+H+MnOMn2O7+4Fe2++2O2+6H2O=3MnO2+4Fe(OH)3Mn2++MnO2+2H2O=MnO2.MnOH2O+2H+二、“活性滤膜”理论天然地下水,流经锰砂滤层时,水中低价铁锰离子先被覆盖锰砂表面的“活性滤膜”吸附,然后被氧化水解,生成氢氧化物水合分子【Fe(OH)3.H2O】和【Mn(OH)nXH2O】形成活性滤膜,并作为新的催化剂参与接触氧化反应,使得活性滤膜不断增厚和自我修复;以到达去除铁锰的作用。为加快活性滤膜的生成,缩短锰砂的稳定期,提高除铁除锰效果;一般在锰砂过滤器的进水采取氧化法。氧化常用曝气或加氧化剂的方法。当含铁Fe2+、锰Mn2+离子的地下水经过曝气或加入氧化剂后,水中的铁Fe2+、锰Mn2+离子开始氧化,形成不溶于水的Fe3+和MnO2,流经锰砂滤层时,被天然锰砂吸附、催化,生成氢氧化物水合分子【Fe(OH)3.H2O】和【Mn(OH)nXH2O】形成新的活性滤膜。铁锰氧化方程式:(如Fe(HCO3)2、Mn(HCO3)2为例4Fe(HCO3)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3+8CO24Mn(HCO3)2+O2+H2O=4Mn(OH)3+8CO2锰砂过滤器运行参数1、锰砂粒度:1.0~2.0mm;(粒度越小,运行压差大;粒度越大;出水浊度大)2、填充高度:1000~1500mm(由进水铁锰含量确定);3、运行流量:6~10m/h(除铁);5~8m/h(除锰)4、反洗水强度:4~10L/M2.S(一般选用25M3/M2/H)5、反洗时间:5~15分钟6、运行周期:根据原水的浊度而定,一般不小于8小时。7、出水要求(饮用水标准):含铁量:=0.3mg/l含锰量:=0.1mg/l出水浊度:3FTU除铁除锰工艺选择:1、当原水含铁量低于2.0ppm,含锰量低于1.5ppm时,可采用:曝气+单级过滤除铁除锰工艺;要求进水PH值宜大于7.0以上2、当原水含铁或含锰量超出上值时,选用:曝气+氧化+一级过滤除铁+二级过滤除锰工艺;要求进水PH值宜大于7.0以上3、当原水受硅酸盐影响时,采取:曝气+一级过滤除铁+曝气+二级除锰工艺;二级除锰进水PH值宜大于7.0以上锰砂过滤器运行注意事项1、由于锰砂需要生成一个活性滤膜,在初次运行时,锰砂滤层应该连续冲洗30~50小时;不能脉冲式进水冲洗。锰砂滤膜的成熟期一般10~30天2、PH的调控:PH越高,铁Fe2+、锰Mn2+离子的氧化率越高;PH5.5时,铁的转化率明显加快;PH9时,锰的氧化率也会明显加快3、锰砂过滤器停用后,滤层会发生松动,活性滤膜会受影响;出水水质会变差。长期停运的锰砂过滤器再次启动时,必须进行冲洗4、活性滤膜比较疏松,不能长时间大水量冲洗,因此反洗时间必须考虑活性滤膜的稳定5、粒度、填充高度的选择和配置。水处理除铁除锰其它方法:(1)阳树脂软化;(2)絮凝;(3)选用合适的阻垢剂;(4)氧化、介质过滤;(5)反渗透法。反渗透除铁:处理含铁含锰的地下水,一定要防止整个系统与空气或氧化剂接触,同时低PH值有利抑制Fe2+的氧化,当PH6,氧含量小于0.5ppm,最大Fe2+浓度为4ppm。锰砂的再生锰砂经过使用一段时间后,锰砂表面不断吸附铁锰,吸附层越来越厚,逐渐发生“饱和”和“钝化”现象,也可能出现“锈砂”情况,慢慢失去除铁除锰效果。更换锰砂成本高,费时;因此需要进行再生处理,方法如下:1、药液配比:高锰酸钾溶液5~10%,2、根据锰砂过滤器的直径,算出其容积(如黄山顶津,过滤器为D2400mmXH1500mm,锰砂总容积在4.5M3)3、打开排气阀,排水阀,排水时间10~15分钟,把水位放低到滤层上方10CM。4、打开再生泵进出水阀,罐体再生进出阀,启动再生泵。5、打开药箱进水阀,药箱满水后;慢慢向药箱加入300~600Kg高锰酸钾固体;溶解后吸入罐体内。6、当全部药液溶解吸入后,继续循环3~5小时。再生结束。7、再生结束后,残液排走。利用高锰酸钾再生时,残液含有高锰酸钾,颜色很红,需要中和后排放。中和液采用亚硫酸氢钠溶液(还原剂),和再生液用量比例1:1.。排放液不程颜色为止。8、再生后的锰砂必须经过长时间冲洗,直至锰砂出水清澈为止。冲洗时,也要加还原剂给予中和排放。