鐵錳超標(biāo)水處理方案

1、鐵鎰超標(biāo)水處理方案鐵鎰是人體不可缺少的微量元素，人體內(nèi)所需要的鐵鎰主要來源 于食物和飲水。然而，水中含鐵量過多，也會造成危害。據(jù)測定，當(dāng) 水中含鐵鎰的濃度超過一定限度，就會產(chǎn)生紅褐色的沉淀物，生活上, 能在白色織物或用水器皿，衛(wèi)生器具上留下黃斑，同時還容易使鐵細(xì) 菌繁殖堵塞管道。飲用水鐵鎰過多，會引起身體身體不適。據(jù)美國， 芬蘭科學(xué)家研究證明，人體中鐵過多對心臟有影響，甚至比膽固醇更 危險。我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-85)規(guī)定，鐵含量W0.3mg/L,鎰含量W 0.1 mg/L,超過標(biāo)準(zhǔn)的原水須經(jīng)除鐵除鎰處理。長 時間飲用含鐵含鎰量過高的水還會嚴(yán)重影響身體健康。因此，高鐵高鎰水必須

2、經(jīng)過凈化處理才能飲用。1 .鐵鎰超標(biāo)及對人體和生產(chǎn)的危害1.1 鐵、鎰都屬于金屬元素，在自然界 的巖石和土壤中都很常見，它們往往是一對 伴生元素同時存在于天然水中，含鐵的地表 中或多或少含有一定量的鎰。鐵鎰含量如果 超標(biāo)管網(wǎng)水中會出現(xiàn)黑色顆粒，并伴有水黑 或水黃現(xiàn)象。1.2 飲用水含高濃度的鐵、鎰，可引起食欲不振，嘔吐，腹瀉， 胃腸道紊亂，大便失常。長期飲用會出現(xiàn)慢性中毒癥狀，誘發(fā)肝硬化、 骨質(zhì)疏松、行走困難，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)肌肉震顫等癥狀。1.3 在工業(yè)用水中，鐵鎰含量過 高會使印染、造紙行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量下 降。在城市供水行業(yè)中，高濃度的鐵 鎰的水源不但要增加凈水設(shè)施，而且 還會使制水成本升高，

3、縮短輸送管道的使用年限，降低出廠和管網(wǎng)水質(zhì)，造成了一定程度經(jīng)濟和社會效益 的負(fù)面影響。國家在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中對作為集中式生活飲用水地表水源地補充項目的鐵、鎰指標(biāo)進(jìn)行限制： Fe< 0.3mg/L MnC 0.1mg/L,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-85)規(guī) 定，鐵含量W 0.3 mg/L ,鎰含量W 0.1 mg/Lo2 .含鐵鎰廢水分布及特點2.1 含鐵廢水分布及特點：溶解于天然淡水中的鐵含量變化很大， 從每升幾微克到幾百微克 甚至超過1毫克。這主要取決于水的氧化還原性質(zhì)和 pH值。在還原 性條件下，二價鐵占優(yōu)勢；在氧化性條件下，三價鐵占優(yōu)勢。二價鐵

4、或者在堿性較強而部分地生成絡(luò)離子如的化合物溶解度大。二價鐵進(jìn) 入中性的氧化性條件的水中，就 逐漸氧化為三價鐵。三價鐵的 化合物溶解度小，可水解為不溶 的氫氧化鐵沉淀。三價鐵只有 在酸性水中溶解度才會增大，F(xiàn)e(OH)宮時，溶解度才有增加的趨勢。因此，在pH值約為69的天然水中，鐵的含量不高。只有在地下水中，在主要由地下水補給的河段中，以及在湖泊底層水中才有高含量的鐵。海洋中鐵的平均值為2 微克升。工廠排放的含鐵廢水酸性很強時，鐵含量很高；含鐵廢水排入天然水體，往往由于酸性降低，產(chǎn)生三價的氫氧化鐵沉淀。新生成的膠體氫氧化鐵有很強的吸附能力，在河流中能吸附多種其他污染物，而被水流帶到流速減慢的地方

5、，如湖泊、河口等處，逐漸沉降到水體底部。在水體底部的缺氧條件下，由于生物作用，三價鐵又被還原為易溶的二價鐵，其他污染物隨鐵的溶解而重新進(jìn)入水中。2.2 含錳廢水分布及特點：鋼鐵企業(yè)的外排廢水中錳濃度相對較高，必須進(jìn)行深度處理。錳代鎳生產(chǎn)不銹鋼工藝突破后，電解金屬錳的需求量猛增。95%以上的電解錳生產(chǎn)企業(yè)是用碳酸錳礦為原料，采用酸浸、復(fù)鹽電解制錳工藝，在電解錳生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，其主要廢水污染源是鈍化廢水、洗板廢水、車間地面沖洗廢水、濾布清洗廢水、板框清洗廢水、清槽廢水、渣庫滲濾液、廠區(qū)地表徑流和電解槽冷卻水等。每生產(chǎn)1t 電解錳，大約排放工業(yè)廢水350t。錳礦石礦井水的一大特點是錳離子

6、含量高。礦井水中的錳是由巖石和礦物中錳的氧化物、硫化物、碳酸鹽及硅酸鹽等溶解于水所致。氧化過程中鎰遷移于水中生成 Mn2 +，因此礦井水中鎰主要以 Mn2 +形式存在。礦山開采過程中，從井下排出大量廢水廢石，污染了河流，占用了大量農(nóng)田、山林、草場，破壞了生態(tài)平衡。2.3 .鐵鎰廢水的處理難度：水中鎰的危害已引起人們的普遍重視，然而Mn2十在中性條件下 的氧化速率很慢，難以被溶解氧氧化為二氧化鎰。一般來說，在 pH 值7.0時，地下水中的Fe2+的氧化速率已較快，相同的 pH值條件 下，Mn2+的氧化要比Fe2+慢得多，因而水中鎰的去除比鐵要困難 得多。在pH彳！9.0時，Mn2+的氧化速率才明

7、顯加快，溶解氧才能 迅速地將Mn2+氧化成MnO2析出，因而最初常通過投加堿性物質(zhì) 提高水的pH值或投加強氧化劑等加快 Mn2+氧化速率的化學(xué)方法除O3 .鐵鎰廢水處理方案鐵鎰含量過高的水一般都利用在催化劑 （如鎰砂）的作用下將溶 解狀態(tài)的二價鐵或二價鎰分別氧化成不溶解的三價鐵或四價鎰的化合物，利用鎰砂過濾器的反沖洗功能達(dá)到去除凈化的目的。3.1 除鐵工藝：地下水中的鐵，一般是以二價鐵離子狀態(tài)(Fe2+)存在。當(dāng)加入氧氣時，使二價鐵并呈深黃體狀態(tài)的難于通氧與水中二價鐵反應(yīng)， 氧化成三價鐵(Fe3+), 色膠體狀態(tài)，當(dāng)這些膠 鐵遇到細(xì)小的孔隙，便過，即會累積于過慮物 表面，并在濾料顆粒表面生成具

8、有接觸催化活性的鐵質(zhì)濾膜， 這種濾 膜可以充分吸附三價鐵，最后去除水中過量的鐵，使其滿足用水要求 其主要反應(yīng)式如下：Fe2+FeO(OH)一 FeO(OFe)+H+ FeO(OFe)+O2+ H2O - FeO(OH)+ H+ 濾料的成熟期，與地下水的水質(zhì)，特別是水中含鐵量、濾料的粒徑、濾層的厚度、濾速等因素有關(guān)。水中含鐵量在 W10mg/L時，抽水 過濾持續(xù)到23天；含鐵量在1020mg/L時，需持續(xù)抽水到7天左 右。濾料的濾速為1015m/h時，可以達(dá)到除鐵效果；如果需要除鎰 濾速為W6m/h才能達(dá)到除鎰目的。3.2 除鎰工藝：(1)堿化除鎰法 最初采用的除鎰方法是將石灰、NaOH等堿性

9、物質(zhì)投加到含鎰廢水中，把待處理水的 pH值提高到9.5以上，Mn2 十在溶解氧的作用下迅速地氧化為 MnO2析出，從而達(dá)到除鎰的目 的。(2)強氧化劑除鎰法 采用氧化能力較強的氧化劑是歐洲和美國普遍使用的除鎰方法。一般常選用高鎰酸鉀、二氧化氯和氯氣等強氧 化劑（ 3）接觸氧化除錳法20世紀(jì) 70年代，在接觸氧化除鐵的基礎(chǔ)上發(fā)展了天然錳砂接觸氧化除錳工藝。天然錳砂接觸氧化除錳工藝較為簡單，錳砂相關(guān)內(nèi)容： 原水經(jīng)簡單曝氣后直接進(jìn)入濾池，水中的Mn2+被鎰砂吸附氧化去除，無需投加化學(xué)藥劑，管理方便，處理效果穩(wěn)定，4） 生物除錳法人們很早就認(rèn)識到微生物對鐵錳的氧化作用，但是把微生物引入到地下水除錳領(lǐng)域

10、的歷史并不長。生物法除鐵、除錳作為一種新的工藝也開始在一些國家研究推廣，如法國、德國、保加利亞等國家都有應(yīng)用，均取得良好效果。4 .地下水鐵錳超標(biāo)處理地下水中的鐵和錳超標(biāo)主要存在鐵超標(biāo)或鐵錳同時超標(biāo)兩種形態(tài)， 除鐵一般采用接觸氧化法或曝氣氧化法，除錳一般采用接觸氧化法，曝氣氧化法除鐵系指原水經(jīng)曝氣后充分溶氧和散除CO2,提高pH 值，水中的Fe2 全部或大部分氧化為Fe3 ，進(jìn)入濾池過濾;接觸氧化法除鐵（除錳）系指原水經(jīng)曝氣溶氧后未經(jīng)完全氧化很快進(jìn)入濾池，濾料經(jīng)過一定的成熟期后在其表面形成鐵質(zhì)（或錳質(zhì) ）活性濾膜，利用活性濾膜的催化作用進(jìn)行除鐵（除錳）。鐵、錳超標(biāo)的地下水水質(zhì)千差萬別，因此除鐵

11、、除錳工藝流程的選擇， 應(yīng)掌握水處理較詳細(xì)的原水水質(zhì)資料，有條件的應(yīng)進(jìn)行除鐵除錳試驗，無條件試驗時應(yīng)參照原水水質(zhì)相似水廠的經(jīng)驗進(jìn)行選擇。鐵鎰共存時，原水含鐵量低于2.0 5.0mg/L（由于水質(zhì)的不同，北方可采用2.0、南方可采用5.0）、含鎰量低于1.5mg/L,單級過濾一般可同時去除鐵和鎰，當(dāng)水中鐵鎰含量超過上述值時， 鐵將明顯干擾 除鎰，應(yīng)采取先除鐵后除鎰的工藝，并嚴(yán)格控制一級除鐵效果。地下水中除鐵、鎰的工藝流程及設(shè)計方案因地下水中含鐵、 含鎰、 及其pH值的高低、處理水量的大小不同而不同。當(dāng)水中含鐵量 <10mg/L, pH = 5.5時，設(shè)計為一次曝氣、一級過濾；當(dāng)水中含鐵量

12、1020mg/L、pH = 5.5時，設(shè)計為一次曝氣、二級串聯(lián)過濾；當(dāng)水中 含鐵鎰均要去除時，原則上先除鐵后除鎰；當(dāng)水中含鐵、鎰量比較低、 pH值較高時，可以采用加大罐體直徑，減慢濾速，用單級過濾予以 去除。當(dāng)被除鐵、除鎰的原水pH值<6.8時，需向原水加堿或石灰拌 攪成堿化溶液，提高pH值后，才能把水中的鎰離子去除。當(dāng)水中含 二氧化碳時，應(yīng)首先將原水進(jìn)行一次或二次曝氣， 去除水中的侵蝕性 二氧化碳，再除鐵、鎰。目前針對鐵鎰超標(biāo)的地下水我國大部分地區(qū) 采用專業(yè)的除鐵除鎰裝置進(jìn)行 除鐵鎰經(jīng)過廣東省內(nèi)特別是湛 江地區(qū)1000多個事業(yè)單位、工 礦企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、部隊、 賓館等的應(yīng)用實踐，處理

13、后的 地下水水質(zhì)完全達(dá)到了飲用或 生產(chǎn)要求，受到了應(yīng)用單位的好評。5 .除鐵除鎰裝置使用注意事項除鐵除鎰裝置對濾料和承托層的選擇有嚴(yán)格的要求。因此，濾料 化學(xué)成份穩(wěn)定性、機械強度、顆粒級配、厚度等，如果設(shè)計不合理,會直接關(guān)系到處理效果。5.1、 濾料的選擇地下水除鐵鎰最常用的濾料有 天然鎰砂。鎰砂呈黑色，要求二氧 化鎰含量一般在4050%,粒徑0.62.0mm,磨損率 0.54%,破碎 率0.23%,堆比重1.8g/cm3,孔隙 率50%。除此之外，還常用天然石英砂、砂礫石，分別作濾料和承 托層。石英砂要求粒徑0.51.2mm,二氧化硅含量98.5%,鹽酸可溶 率1.5%,含泥量0.04%,比重2.55g/cm3,磨損率0.4%,孔隙 率43%,破碎率0.8%,堆比重1.75g/cm3。以上兩種濾料具有機械 強度高、吸附能力強、化學(xué)成份穩(wěn)定、不含對人體健康有害和有毒的 物質(zhì)成份5.2、 濾料和承托層的厚度濾料和承托層的厚度根據(jù)原水中水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)要求而確定。后者尚需按不同顆粒級配設(shè)置多層。5.3、 濾層的反沖洗及時間控制濾層經(jīng)過一段時間使用，會漸被鐵泥堵塞，濾層的水頭損失隨之不斷增長。這時如 果不及時對濾層反 沖洗，會使罐體壓力加大，流量