一、除鐵、除錳工藝

(一)地下水除鐵

一般采用接觸氧化法或曝氣氧化法。當受到硅酸鹽影響時，應(yīng)采用接觸氧化法。

接觸氧化法的工藝:原水曝氣一→接觸氧化一→過濾。接觸氧化法曝氣后，水的pH值宜達到6.0以上。

曝氣氧化法的工藝:原水曝氣一→氧化一→過濾。曝氣氧化法曝氣后，水的pH值宜達到7.0以上。                                                                                                                                                                 

(二)地下水除錳

宜采用接觸氧化法，其工藝流程應(yīng)根據(jù)下列條件確定：

當原水含鐵量低于2. 0mg/L、含錳量低于1. 5mg/L時，可采用:原水曝氣一→單級過濾除鐵、除錳。

當原水含鐵量或含錳量超過上述數(shù)值時，應(yīng)通過試驗確定必要時可采用:原水曝氣一→氧化一→次過濾除鐵一→二次過濾除錳。

當除鐵受硅酸鹽影響時，應(yīng)通過試驗確定。必要時可采用:原水曝氣一爭一次過濾除鐵(接觸氧化)一曝氣卜今二次過濾除錳。

注 (1)除錳濾池濾前水的pH值宜達到7.5以上。

  (2)二次過濾除錳濾池的濾前水含鐵量宜控制在0. 5mg/L以下。

(三)苦咸水的除鐵、除錳

一般含鹽量為苦咸水范圍的某些井水是呈還原態(tài)的，這類水源的典型特點是含有二價鐵離子和錳離子，如果對這類水源進行加氯處理，然后進行脫氯處理或水中含氧量達到5 X 10-6以上，二價鐵就會轉(zhuǎn)化成三價鐵，并形成難溶性的膠體氫氧化物顆粒，下面為亞鐵和錳的氧化反應(yīng)

4Fe(HCO3)2+O2+2H20一→4Fe (OH)3+8CO2

4Mn (HC03)2+O2+2H20一→4Mn (OH)3+8C02

因為鐵氧化發(fā)生的pH值更低，使得鐵污堵出現(xiàn)的頻率比錳污堵要高得多。即使SDI,。小于5，反滲透和納濾進水中的亞鐵含量低于0. 1mg/L，仍會出現(xiàn)污堵問題。由于FeCO3的溶度極低，而Fee+的濃度則受到FeCO3溶解度的制約，通常堿度低的水源含鐵的濃度比堿度高的水源要高。

在膜處理系統(tǒng)中，引起膜面上沉積可溶性的二價鐵和相關(guān)三價鐵的污染物的可能情況為:

(1)氧氣進人到含二價鐵的進水中;

(2)高堿度水源形成FeC03;

(3)鐵與硅反應(yīng)形成難溶性的硅鐵鹽;

(4)受鐵還原細菌氧化作用影響，將會加劇生物膜的滋生和鐵垢的沉積;

(5)由含鐵絮凝劑轉(zhuǎn)變引起的膠體狀鐵;

(6)來自鋼管或其他部件腐蝕產(chǎn)生的沉淀;

(7)含二價鐵的水源與含H2S的水源混合，形成黑色難溶硫化鐵。

處理這類水源的一種方法是防止整個系統(tǒng)與空氣或任何氧化劑(如氯)的接觸，低pH值有利于抑制Fe 2+的氧化，當pH<6,氧小于0. 5mg/L時，大允許Fe 2+濃度為4mg/L。

除去亞鐵或鐵離子以及防止鐵污堵的方法:

(1)采用陽樹脂軟化�？梢匀コ�水中溶解狀鐵，脫除效率取決于鐵的種類，F(xiàn)e2十和Fe3+可以十分有效的被強酸陽樹脂吸附，但當進水中的含量超過0. 05 X 10-6時，會污染離子交換樹脂并對樹脂有催化降解作用。膠體或有機物一鐵復(fù)合物通常完全不能被離子交換所吸附，仍殘留在離子交換出水中，其顆粒的大小、離子交換運行流速和離子交換床層深度決定了它們能否被樹脂本身過濾掉。當處理亞鐵含量高的水源時，必須關(guān)注鐵污堵，添加焦亞硫酸鈉可以防止樹脂受鐵的污染。

(2)絮凝。在線絮凝可以脫除亞鐵。

(3)阻垢劑。一些阻垢劑對防止F。污棘效，大允許Fe含量因阻垢劑成分的不同而不同。

(4)先氧化后介質(zhì)過濾，經(jīng)過氧化反應(yīng)和緊接的過濾可以除去鐵和錳。為了提高脫除效率，常常采用高錳酸鉀或Cl02氧化二價錳。

1)充氣。利用空氣可以將溶解態(tài)鐵轉(zhuǎn)化成難溶性鐵，但當水中含有高濃度的二氧化碳時，會形成非常微小的膠體狀鐵沉淀，過濾脫除十分困難。

2)2)加氯處理。次氯酸鈉或漂白粉投加到進水中用于將Fe2+氧化成F e3+，經(jīng)氧化的進水再通過多介質(zhì)過濾器將Fe3十過濾掉。

(5，同步氧化過濾。通過電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，采用能氧化將Fe2+的過濾介質(zhì)，可以使氧化和過濾同時完成，錳砂就是這類粒狀介質(zhì)。干燥狀態(tài)時，錳砂為海綠礦石，當其失去氧化能力時，可以用KMn04進行再生。再生后投入運行時，必須充分的沖洗掉KMn04，以防止其對膜的氧化損傷，當水中的Fee十含量小于2mg/L時，可采用這一工藝過程;當水源Fe z+含量高時，KMn04應(yīng)連續(xù)不斷的加人到錳砂過濾器進水中，但應(yīng)注意，必須采用有效防范措施，確保KMn04不會接觸到膜面上，例如可以在錳砂過濾器之后安裝活性炭過濾器。

(6)氧化一MF/UF過濾。經(jīng)過氧化形成的鐵和錳顆粒可以經(jīng)過MF/UF除去。當不在原水中投加絮凝劑和阻垢劑時，一般允許進水中鐵、錳和鋁的指標如表2-23所示。

(四)曝氣一石灰處理

     在我國東北地區(qū)地下水因堿度高，鐵和錳的含量以及硬度、總?cè)芙夤腆w均超過飲用水標準。采用曝氣一石灰處理可改善水質(zhì)，其系統(tǒng)流程見圖2-42.

    石灰溶液投加在混合池中，采用一級跌水曝氣(跌水高度1. 0m) o絮凝采用網(wǎng)格絮凝池，絮凝時間為20min。沉淀采用斜管沉淀池，水在斜管內(nèi)上升流速為2m/s,濾池流速為7m/h。根據(jù)試驗和實踐運行結(jié)果，鐵、錳以及硬度、溶解固體的含量隨著pH值提高而降低;基本情況可參考在中等堿度的水中，鐵與pH值的函數(shù)關(guān)系，見圖2-43. FeCO3在pH8. 3時及Fe (OH) 2在pH10. 2時溶解度低;對于MnCO3與Mn (OH)2,溶解度在pH為9.2與11.5左右時低。 

采用曝氣一石灰處理后水質(zhì)變化見表2-24。

運行中在石灰溶液投加后pH值調(diào)整在9.7左右，經(jīng)曝氣后投加助凝劑0. 3~0. 5mg /L的聚丙烯酞胺。在高pH條件下，聚丙烯酞胺的助凝效果好，生成的絮狀物顆粒大，沉淀效果好，減輕了濾池的負荷。