鐵錳超標(biāo)水處理方案

1、鐵錳超標(biāo)水處理方案【摘要】鐵錳是人體不可缺少的微量元素，人體所需要的鐵錳主要來源于 食物和飲水。然而，水中含鐵量過多，也會(huì)造成危害。據(jù)測定，當(dāng)水 中含鐵錳的濃度超過一定限度，就會(huì)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(shí)還容易使鐵細(xì) 菌繁殖堵塞管道。飲用水鐵錳過多，會(huì)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(xiǎn)。我國?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?GB5749-85規(guī)定，鐵含量W 0.3mg/L ,錳含量W 0.1 mg/L ,超過標(biāo)準(zhǔn)的原水須經(jīng)除鐵除錳處理。長時(shí) 間飲用含鐵含錳量過高的水還會(huì)嚴(yán)重影響身體安康。因此，高

2、鐵高錳水必須經(jīng)過凈化處理才能飲用。1. 鐵錳超標(biāo)與對人體和生產(chǎn)的危害1.1鐵、錳都屬于金屬元素，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(shí)存在于天然水中，含鐵的地表 中或多或少含有一定量的錳。鐵錳含量如果 超標(biāo)管網(wǎng)水中會(huì)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、錳，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(huì)出現(xiàn)慢性中毒病癥，誘發(fā)肝硬化、 骨質(zhì)疏松、行走困難，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)肌肉震顫等病癥。1.3在工業(yè)用水中，鐵錳含量過 高會(huì)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 錳的水源不但要增加凈水設(shè)施，而且 還會(huì)使制水本錢

3、升高，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(jì)和社會(huì)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(bǔ)充工程的鐵、錳指標(biāo)進(jìn)展限制:Few 0.3mg/L、MnC O.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 ,錳含量W 0.1 mg/L。2. 含鐵錳廢水分布與特點(diǎn)2.1含鐵廢水分布與特點(diǎn)：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復(fù)原性質(zhì)和pH值。在復(fù)原性條件下，二價(jià)鐵占優(yōu)勢；在氧化性條件下，三價(jià)鐵占優(yōu)勢。二價(jià)鐵 的

4、化合物溶解度大。二價(jià)鐵進(jìn) 入中性的氧化性條件的水中,就逐漸氧化為三價(jià)鐵。三價(jià)鐵 的化合物溶解度小，可水解為 不溶的氫氧化鐵沉淀。三價(jià)鐵 只有在酸性水中溶解度才會(huì)增大，或者在堿性較強(qiáng)而局部地生成絡(luò)離子如Fe(OH)宮時(shí),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(bǔ)給的河段中，以與在湖泊底層水 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(qiáng)時(shí)，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(jià)的氫氧化鐵沉淀。新生成的膠體氫氧化鐵有很 強(qiáng)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

5、減慢的地方，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(jià)鐵又被復(fù)原為易溶的二價(jià)鐵，其 他污染物隨鐵的溶解而重新進(jìn)入水中。2.1含錳廢水分布與特點(diǎn)：鋼鐵企業(yè)的外排廢水中錳濃度相對較高， 必須進(jìn)展深度處理。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(huì)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

6、石礦井水的一大特點(diǎn)是錳離子含量高。 礦井水中的錳是由巖 石和礦物中錳的氧化物、硫化物、碳酸鹽與硅酸鹽等溶解于水所致。 氧化過程中錳遷移于水中生成 MnK ,因此礦井水中錳主要以 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。水中錳的危害已引起人們的普遍重視，然而 Mn丹在中性條件下 的氧化速率很慢，難以被溶解氧氧化為二氧化錳。一般來說，在pH值7.0時(shí)，地下水中的Fe2 +的氧化速率已較快，一樣的 pH值條件 下，Mn2+的氧化要比Fe2 +慢得多，因而水中錳的去除比鐵要困難 得多。在pH值9.0時(shí)，Mn2+的氧化速率才明

7、顯加快，溶解氧才能 迅速地將Mn丹氧化成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(qiáng)氧化劑等加快Mn2+氧化速率的化學(xué)方法除錳。"寒煉fF掩打;©*尹- -I 尸r3. 鐵錳廢水處理方案鐵錳含量過高的水一般都利用在催化劑 如錳砂的作用下將溶 解狀態(tài)的二價(jià)鐵或二價(jià)錳分別氧化成不溶解的三價(jià)鐵或四價(jià)錳的化 合物，利用錳砂過濾器的反沖洗功能到達(dá)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(jià)鐵離子狀態(tài)Fe2+存在。當(dāng)參加氧氣時(shí),使二價(jià)鐵并呈深黃體狀態(tài)的難于通氧與水中二價(jià)鐵反響， 氧化成三價(jià)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

8、會(huì)累積于過慮物外表，并在濾料顆粒外表生成具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(jià)鐵，最后去除水中過量的鐵，使其滿足用水要求。 其主要反響式如下：Fe2+FeO(OHFeO(OFe)+H+ FeO(OFe)+O2 H2O> FeO(O H片 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(shí)，抽水過濾持續(xù)到23天；含鐵量在1020mg/L時(shí)，需持續(xù)抽水到7天左 右。濾料的濾速為1015m/h時(shí)，可以到達(dá)除鐵效果；如果需要除錳 濾速為w 6m/h,才能到達(dá)除錳目的。3.2除錳工藝：1堿化除錳法 最初采用的除錳

9、方法是將石灰、 NaOH等堿性 物質(zhì)投加到含錳廢水中，把待處理水的 pH值提高到9.5以上，Mn2 +在溶解氧的作用下迅速地氧化為 Mn02析出，從而到達(dá)除錳的目的。2強(qiáng)氧化劑除錳法 采用氧化能力較強(qiáng)的氧化劑是歐洲和美國 普遍使用的除錳方法。一般常選用高錳酸鉀、二氧化氯和氯氣等強(qiáng)氧 化劑。3接觸氧化除錳法20世紀(jì)70年代，在接觸氧化除鐵的根底 上開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)容：.gydcscl.原水經(jīng)簡單曝氣后直接進(jìn)入濾池， 水中的Mn2+被錳砂吸附氧化去除，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

10、氧化作用，但是把微生物引入到地下水除錳領(lǐng)域的歷史并不長。生物法除鐵、除錳 作為一種新的工藝也開場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(shí)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全部或大局部氧化為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外表形成鐵質(zhì)或錳質(zhì)活性濾膜，利用活 性濾膜的催化作用進(jìn)展除鐵除錳。鐵、錳超標(biāo)的地

11、下水水質(zhì)千差萬別，因此除鐵、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)展除鐵除錳試驗(yàn)，無條件試驗(yàn)時(shí)應(yīng)參照原水水質(zhì)相似水廠的經(jīng)歷進(jìn)展選擇。鐵錳共存時(shí)，原水含鐵量低于 2.05.0mg/L由于水質(zhì)的不同， 北方可采用2.0、南方可采用5.0、含錳量低于1.5mg/L，單級過濾 一般可同時(shí)去除鐵和錳，當(dāng)水中鐵錳含量超過上述值時(shí)，鐵將明顯干擾除錳，應(yīng)采取先除鐵后除錳的工藝，并嚴(yán)格控制一級除鐵效果。地下水中除鐵、錳的工藝流程與設(shè)計(jì)方案因地下水中含鐵、 含錳、 與其pH值的上下、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(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、一級

12、過濾；當(dāng)水中含鐵量 1020mg/L pH= 5.5時(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、二級串聯(lián)過濾；當(dāng)水中 含鐵錳均要去除時(shí)，原那么上先除鐵后除錳；當(dāng)水中含鐵、錳量比較 低、pH值較高時(shí)，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、除錳的原水 pH值<6.8時(shí)，需向原水加堿或石 灰拌攪成堿化溶液，提高pH值后，才能把水中的錳離子去除。當(dāng)水 中含二氧化碳時(shí)，應(yīng)首先將原水進(jìn)展一次或二次曝氣， 去除水中的侵 蝕性二氧化碳，再除鐵、錳。目前針對鐵錳超標(biāo)的地下水我國大局部 地區(qū)采用專業(yè)的除鐵除錳裝置 進(jìn)展除鐵錳經(jīng)過省特別是地區(qū) 1000多個(gè)事業(yè)單位、工礦企 業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、部隊(duì)、賓館 等的應(yīng)

13、用實(shí)踐，處理后的地下 水水質(zhì)完全到達(dá)了飲用或生產(chǎn) 要求，受到了應(yīng)用單位的好評5. 除鐵除錳裝置使用本卷須知除鐵除錳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(jī)械強(qiáng)度、顆粒級配、厚度等，如果設(shè)計(jì)不合理， 會(huì)直接關(guān)系到處理效果。5.1、濾料的選擇地下水除鐵錳最常用的濾料有 天然錳砂。錳砂呈黑色，要求二氧 化錳含量一般在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(jī)械強(qiáng)度高、 吸附能力強(qiáng)、化學(xué)成份穩(wěn)定、不含對人體安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、濾層的反沖洗與時(shí)間控制濾層經(jīng)過一段時(shí)間使用，會(huì)漸被鐵泥堵塞，濾層的水頭損失隨之不斷增長。這時(shí)如果不與時(shí)對濾層反 沖洗，會(huì)使罐體壓 力加大，流量變小， 直接影響過濾效