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(lái)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(cè)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(guó)， 芬蘭科學(xué)家研究證明，人體中鐵過多對(duì)心臟有影響，甚至比膽固醇更 危險(xiǎn)。我國(guó)?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(zhǎng)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(duì)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(duì) 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(zhǎng)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(guó)家在?地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?GB3838-2002中對(duì)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(shì)；在氧化性條件下，三價(jià)鐵占優(yōu)勢(shì)。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(shì)。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(duì)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(kù)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(chǎng)，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(lái)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(guó) 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(jiǎn)單，錳砂相關(guān)容：.gydcscl.原水經(jīng)簡(jiǎn)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(wú)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(shí)到微生物對(duì)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(zhǎng)。生物法除鐵、除錳 作為一種新的工藝也開場(chǎng)在一些國(guó)家研究推廣，如法國(guó)、德國(guó)、保加 利亞等國(guó)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(wàn)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(wú)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(jí)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(jí)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(jí)

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(jí)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(jí)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(duì)鐵錳超標(biāo)的地下水我國(guó)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(píng)5. 除鐵除錳裝置使用本卷須知除鐵除錳裝置對(duì)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(jí)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(duì)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(jí)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(zhǎng)。這時(shí)如果不與時(shí)對(duì)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