地下水除鐵除錳工藝 電子教案

1、水處理工程技術(shù)教案知識點地下水除鐵除錳工藝學時2學時教學內(nèi)容地下水除鐵除錳原理、地下水除鐵除錳工藝教學重點地下水除鐵工藝教學難點原理地下水除錳工藝參考資料水處理工程技術(shù)，張寶軍主編，重慶大學出版社出版水污染控制工程，胡亨魁主編，武漢理工大學出版社。水處理工程運行與管理，朱亮、張文妍編，化學工業(yè)出版社。污水處理工程設(shè)計，徐新陽、于鋒主編，化學工業(yè)出版社。給水廠處理設(shè)施設(shè)計計算，崔玉川等編，化學工業(yè)出版社。水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算，尹士君、李亞峰等編著，化學工業(yè)出版社。一、地下水除鐵工藝1、空氣自然氧化法含鐵地下水，經(jīng)曝氣向水中充氧后，空氣中的O2將二價鐵氧化為三價鐵，與水中的氫氧根作用形成Fe(O

2、H)3,沉淀物析出而被排除，習慣上稱為曝氣自然氧化法除鐵。 自然氧化除鐵一般采用的工藝如圖所示。O2CO2曝氣裝置除鐵水快濾池氧化反應(yīng)池含鐵地下水圖 自然氧化法除鐵工藝此法適用于原水含鐵量較高的情況。2、接觸催化氧化法除鐵在自然氧化除鐵過程中，由于二價鐵的氧化速率比較緩慢，需要一定的時間才能完成氧化作用，但如果有催化劑存在時，可因催化作用大大縮短氧化時間。接觸氧化除鐵法就是使含鐵地下水經(jīng)過曝氣后不經(jīng)自然氧化的反應(yīng)和沉淀設(shè)備，立即進人濾池中過濾，利用濾料顆粒表面形成的鐵質(zhì)活性濾膜的接觸催化作用，將二價鐵氧化成三價鐵，并附著在濾料表面上。其特點是催化氧化和截留去除在濾池中一次完成。曝氣接觸氧化法除

3、鐵工藝系統(tǒng)如圖所示。O2含鐵地下水除鐵水催化氧化濾池曝氣裝置圖 曝氣催化氧化法除鐵工藝3、氧化劑氧化法除鐵在天然地下水的pH條件下，氯和高錳酸鉀都能迅速將二價鐵氧化為三價鐵。當采用常規(guī)方法處理地表水鐵錳有所超標或者用空氣中的氧氧化除鐵有困難時，可以在水中投加強氧化劑，如氯、高錳酸鉀。藥劑氧化時可以獲得比空氣氧化法更為徹底的氧化反應(yīng)。從經(jīng)濟實用角度來說，目前用作地下水除鐵的氧化藥劑主要是氯。2、 地下水除錳工藝1、催化氧化除錳含錳地下水曝氣后，進入濾池過濾，高價錳的氫氧化物逐漸附著在濾料表面，形成黑色或暗褐色的錳質(zhì)活性濾膜（稱為錳質(zhì)熟砂），在錳質(zhì)活性濾膜的催化作用下，水中溶解氧在濾料表面將二價錳

4、氧化成四價錳，并附著在濾料表面上。這種在熟砂接觸催化作用下進行的氧化除錳過程稱為接觸氧化除錳工藝。2、生物法除錳在自然曝氣除鐵除錳濾池中，因生存條件適宜，不可避免會孳生一些微生物，其中就有一些能夠氧化二價鐵、錳的鐵細菌，具有加速水中溶解氧氧化二價鐵、錳的作用。在自然氧化除鐵過程中，鐵細菌的作用不甚明顯。而在中性pH條件下自然氧化除錳困難時，生物作用可以發(fā)揮較好的除錳效果。該方法又稱為生物法除錳。生物法除錳也是在濾池中進行的，稱為生物除鐵除錳濾池。曝氣后的含鐵含錳水進入濾池過濾，鐵細菌氧化水中Fe2+ 、Mn2+ 并進行繁殖。經(jīng)數(shù)十日，便有良好的除鐵除錳效果，即認為生物除錳濾層已經(jīng)成熟。如果用成

5、熟濾池中的鐵泥對新的濾料層微生物接種、培養(yǎng)、馴化，則可以加快濾層成熟速度。一般認為，生物除鐵除錳原理是：鐵、錳氧化細菌胞內(nèi)酶促反應(yīng)以及鐵、錳氧化細菌分泌物的催化反應(yīng)，使Fe2+ 氧化成Fe3+ ，Mn2+ 氧化成Mn4+ 。O2 除鐵錳水曝氣裝置生物除鐵、除錳濾池池含鐵錳水圖 生物除鐵除錳工藝3、 化學氧化除錳和化學氧化除鐵相似，氯、二氧化氯、臭氧、高錳酸鉀強氧化劑能把二價錳氧化成四價錳沉淀析出，具有除錳作用，容易發(fā)生化學反應(yīng)的反應(yīng)式為： 理論上，每氧化1mg/L的Mn2+ 需要2×35.5/54.9=1.29mg/L的氯。 其中，二氧化氯、臭氧生產(chǎn)工序復(fù)雜。用氯氧化水中二價錳需要在pH9.5時才有足夠快的氧化速度，在工程上不便應(yīng)用。如果通過濾料表面的MnO2·H2O膜催化作用，氯在pH=8.5的條件下可將二價錳氧化為四價錳，是工程上能夠接受的除錳方法。高錳酸鉀是比氯更強的氧化劑，可以在中性或微