(2)除铁除锰设备长时间停止运转工作时，过滤罐内应保持有一定的水量，水面超出滤料石英砂(硅砂)的表面，以免无水干涸暴晒造成滤料板结。
(3)在除铁除锰设备正常运转期间，定时进行反冲洗操作是必不可少的重要环节，直接影响到处理后的出水量和处理效果。 压力式地下水除铁锰方法讨论 刘南发
(广东省地质矿产局水文工程地质一大队，广东湛江524033)
摘要：新生代盆地及三角洲地区通常赋存丰富的地下水资源，但水中铁锰含量普遍较高，超过饮用水或工业用水的限量指标。传统的天然暴气砖砌过滤池除铁方法有占地多、耗能大、成本高的缺点。压力式地下水除铁锰方法是一种占地少、耗能低、易管理的较为经济的方法，并经实际应用证实效果良好，值得推广。 关键词：地下水；除铁锰；方法 1 地下水除铁锰的意义
我国许多城镇和工矿企业都以地下水为主要水源，特别在广东、海南沿海地区蕴藏着丰富的地下水资源，但部分地区如雷州半岛、海口市的地下水中铁锰含量较高，多高于国家饮用水标准规定的界线指标，其中含铁量多在1．5～11．5mg／L，含锰量多在0．2～I．3mg／L。铁、锰离子过高，会使供水管道腐蚀或由于沉淀及铁细菌繁殖造成管道堵塞，影响供水设备的正常使用。饮用铁锰含量超标的水会影响身体健康。部分工业用水对铁、锰含量有严格的要求。因此，科学去除地下水中的铁、锰具有重要意义。 2 工作原理及工艺流程 2．1 工作原理
地下水中的铁，一般是以二价铁离子状态(Fe2 )存在。当加入氧气时，氧与水中二价铁反应，使二价铁氧化成三价铁(Fe3 )，并呈深黄色胶体状态，当这些胶体状态的铁遇到细小的孔隙，便难于通过，即会累积于过滤物表面，并在滤料颗粒表面生成具有接触催化活性的铁质滤膜，这种滤膜可以充分吸附三价铁，最后去除水中过量的铁，使其满足用水要求。其主要反应式如下：
Fe2＋+Fe0(OH)＝Fe0(OFe)一+ H— FeO(OFe)一+02+H20＝FeO(0H)+H一
滤料的成熟期，与地下水的水质，特别是水中含铁量、滤料的粒径、滤层的厚度、滤速等因素有关。水中含铁量在≤10mg／L时，抽水过滤持续到2～3d；含铁量在1O～20mg／L时，需持续抽水到7d左右。滤料的滤速为1O～15m／h时，可以达到除铁效果；如果需要除锰滤速为≤6m／h，才能达到除锰目的。 2．2 工艺流程
根据多年工作经验，地下水中除铁、锰的工艺流程及设计方案因地下水中含铁、含锰、及其pH值的高低，处理水量的大小不同而不同。当水中含铁量<10mg／L，pH=5．5时，设计为一次曝气、一级过滤：当水中含铁量10～20mg／I 、pH一5．5时，设计为一次曝气、二级串联过滤；当水中含铁锰均要去除时，原则上先除铁后除锰；当水中含铁、锰量比较低、
pH值较高时，可以采用加大罐体直径，减慢滤速，用单级过滤予以去除。当被除铁、除锰的原水pH<6．8时，需向原水加碱或石灰拌搅成碱化溶液，提高pH值后．才能把水中的锰离子去除。当水中含二氧化碳时，应首先将原水进行一次或二次曝气，去除水中的侵蚀性二氧化碳，再除铁、锰。典型常用的工艺流程如图1。
3 滤料要求及反冲洗时间控制
该装置对滤料和承托层的选择有严格的要求。因此，滤料化学成份稳定性、机械强度、颗粒级配、厚度等，如果设计不合理，会直接关系到处理效果。 3．1 滤料的选择
地下水除铁锰最常用的滤料有天然锰砂。锰砂呈黑色，要求二氧化锰含量一般在4O%～5O %粒径0．6～2．0mm，磨损率 3．2 滤料和承托层的厚度 滤料和承托层的厚度根据原水中水质和目标水质要求而确定。后者尚需按不同颗粒级配设置多层。 3．3 滤层的反冲洗及时间控制 滤层经过一段时间使用，会渐被铁泥堵塞，滤层的水头损失随之不断增长。这时如果不及时对滤层反冲洗，会使罐体压力加大．流量变小．直接影响过滤效果。一般对滤层的反冲洗．用反向水流自下而上进行冲洗。通常用滤后水塔水或原井水反冲。每次反冲时间一般在10～15min完成。如果反冲洗超过一定限度，便有可能使滤料表面的活性滤膜受到破坏，从而降低滤层的除铁能力．所以滤层的反冲洗时间不宜过长。 滤层反冲洗间隔的长短视原水中被处理铁、锰含量高低而定。当水中含铁量较高时，滤层过滤持续24h，间隔1～2d，反冲一次；当水中含铁量较低时。滤层过滤间歇、不连续．间隔可延到5～7d． 冲一次。 4 处理效果和发展前景 该装置的技术成果已于1989年6月通过广东省科委的鉴定(鉴定号1989粤科鉴定O18号)。多年来．经过不断摸索和实践．已经形成了一套渐趋成熟的工艺。目前，水中最大除铁量可达45mg／L．含锰量达0．66mg／I ，使之降到国家饮用水标准规定的限值内。特别是针对雷州半岛地区地下水pH值低(4．5～5．5)、偏硅酸高(多在30mg／ I 以上)、含铁量高(多在4～6mg／I )的特点，总结出了一套成功的除铁方法。经过广东省内特别是湛江地区1000多个事业单位、工矿企业、学校、医院、部队、宾馆等的应用实践，处理后的地下水水质完全达到了饮用或生产要求，受到了应用单位的好评。 随着我国经济的进一步发展，人民生活水平的不断提高，人们保健意识逐步提高，对饮用水 的质量要求也越来越高，加上地表水的污染有加重趋势，地下水的开发利用必将大大增加，因此，处理地下水过量的铁锰愈加迫切。压力式地下水除铁锰装置的应用前景将越来越广阔。 关于地下水除铁除锰技术的探讨 杨宏涛 ，陈 萍 ，霍俊萍 (1．齐齐哈尔市水资源管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161005；2．齐齐哈尔市水政监察支队，黑龙江 齐齐哈尔 161005) 摘 要 介绍了地下水除铁锰的常用的6种方法和优缺点。 关键词 地下水除铁除锰；曝气氧化法；氯氧化法；高锰酸钾氧化法 中图分类号：TU991．26 5 文献标识码：B 我国有较丰富的地下水资源，其中有不少地下水资源含有过量的铁和锰，称为含铁含锰地下水。水中含有过量的铁和锰，将给生活饮用及工业用水带来很大危害。我国《生活饮用水卫生标准》规定：铁<0．3mg／L，锰<0．1mg／L。当原水铁、锰含量超过上述标准时，就要设法进行处理。 1．1 齐市含铁含锰地下水水源水质情况(表1) 从表中可以看出地下水含铁量远远超标。三价铁(FIe3 )在PH>5的水中，溶解度极小，况且地层又有过滤作用，所以含铁地下水主要含二价铁(Fe2＋ )的重碳酸亚铁 Fe(HOC3)2. 国内地下水的含铁量一般在5～15mg／L之间，超过30mg／L的较为少见。地下水的碱度(即HCO3含量)也很少有低于1mg／L的，所以地下水通常只含有重碳酸亚铁，很少含硫酸亚铁。 当水中有溶解氧时，水中的二价铁易于氧化为三价铁： 4Fe2＋ +02 +2H20=4Fe3＋ +40H－ 氧化生成的三价铁由于溶解度极小，因而以Fe(OH)3形式析出。所以含铁地下水中不含溶解氧是二价铁离子(Fe2＋ )能稳定存在的必要条件。 ? 2 除铁除锰方法 2．1 曝气氧化法 利用空气中的氧将二价铁氧化成三价铁使之析出，然后经沉淀、过滤予以去除。 除铁所需的溶解氧，按下式计算 (02)=0．14a(Fe2＋ ) 式中：(02)为除铁所需溶解氧量(mg／L) (Fe2＋ )为水中二价铁含量(mg／L) a为过剩溶氧系数，一般取a=3～5 2．2 曝气接触氧化法 ． 一般曝气氧化法没有催化剂，故氧化速度比较缓慢。当含溶解氧的地下水经过滤层过滤时，水中二价铁被滤料吸附，进而氧化水解，逐渐生成具有催化作用的铁质或锰质活性“滤膜”，在“滤膜”的催化作用下铁和锰的氧化速度大大加快，进而被滤料除去。 2．3 氯氧化法 当以空气中的氧来氧化地下水中的二价铁有困难时，可向水中投加氯，氯是比氧更强的氧化 剂。 当PH>5时，氯能迅速地将二价铁氧化为三价铁。 2Fe2＋ +Cl2 =2Fe2＋ +2C1 按此理论反应式，每lmg／LFe2＋ 理论上需0．64mg／L C12，但由于水中尚存在能与氯化合的其他还原性物质，所以实际需投氯量要比理论值高。 氯氧化法除铁工艺流程 加氯↓ — 混合—反应—过滤—除铁水 含铁地下水 氯投入水中后，应迅速与水混合，然后进行一定时间的氧化反应和絮凝(一般不少于15～20min)，最后经砂滤池过滤，以除去水中生成的氢氧化铁悬浮物。在投氯前，也可设曝氧装置，以降低投氯量。 2．4 高锰酸钾氧化法 高锰酸钾是比氧和氯更强的氧化剂，它可以在中性和微酸性条件下迅速将水中二价锰氧化为四价锰 3Mn2＋ +2KMnO4+2H20= 2MnO2+2K＋ +4H＋ 按上式计算，每氧化lmg／L二价锰理论上需1．9mg／L高锰酸钾，但实际上所需高锰酸钾量比理论值低。 锰沸石法是高锰酸钾氧化法除锰的另一种形式。地下水经锰沸石过滤，水中二价锰被沸石吸附除去，锰沸石可用高锰酸钾再生，以恢复其吸附能力。在锰沸石过滤除锰过程中，将高锰酸钾连续地加入滤前水中，称为连续再生。这种除锰工艺，能适应原水含锰量的变动，具有缓冲调节能力，所以能稳定可靠地工作。 2．5 充氧回灌地层除铁(除锰) 充氧回灌地层除铁(除锰)工艺，是在一口生产井周围，设3—4口回灌井，将富含氧的水经回灌井周期性地注入地层(称为组井回灌)。或者直接利用生产本身进行回灌(称为单井回灌)，从而在生产井周围地层形成氧化带，铁锰细菌也变得活跃起来。当生产井抽水时，地下水通过充氧地层流人生产井。当含铁地下水流经充氧地层时，水中的溶解性二价铁离子在铁锰细菌的参与下，被水中溶解氧化为不溶性三价铁氢氧化物而被截滤在地层中，从而降低生产井抽出水的铁锰。 2．6 充氧回灌的操作步骤： 2．6．1 生产井停止抽水。 2．6．2 对回灌水进行曝气充氧，同时散除部分游离co2。 2．6．3 向回灌井(或生产井)中注入富含氧水。 2．6．4 保持不小于4h的接触时间，在生产井周围形成铁(锰)沉淀带。 上述操作须反复进行多次，即经过若干个回灌周期，沉淀带才能趋于“成熟”而且有足够稳定的除铁(除锰)能力。 在地层除铁过程中，铁质不断被截留于地层中，若能增大地层贮存铁质沉淀物的体积，则可在水井寿命期限内不产生严重堵塞。地层的贮存体积可由一次回灌量v来控制。 V=NQ式中：V为一次向地层中回灌的水量，称为一次回灌量(m3)，N为一次回灌率；Q为生产井日产水量(m3)。 由试验可知，当回灌率为1，即一次回灌量接近井的日生产水量时，可获得良好的除铁效果，并可使地层堵塞年限达40a，甚至100a以上。两次回灌所间隔的时间，称为回灌周期(T)。它可用下式来计算： 式中：C为回灌水的溶解氧浓度(mg／L)；a为考虑到其他耗氧物质所需氧量的过剩溶氧系数；[Fe2 ＋]为地下水中Fe2＋浓度(mg／L)。充氧回灌地层除铁(除锰)。可不必修建地面除铁(锰)水厂，具有显著的经济效益，所以是一种很有前途的除铁除锰新工艺。 佳木斯市水源地源水铁 、锰含量超标的原因分析 王岚 ，孟宪宪 ，徐洪恩 ? (1．2．3佳木斯市环境保护监测站，黑龙江佳木斯154002) 摘要：根据佳木斯市的地质状况及近十年水源地铁、锰的监测数据，分析了佳木斯市各饮用水源地源水铁锰含量超标原因。 关键词；水源地铁锰超标 中圈分类号：X832 文献标识码：B 1 佳木斯市水源地源水铁、锰含量情况 佳木斯市是以地下水作为生活饮用水唯一供水水源的城市，现有四家生活饮用水供水厂，供水井四 十八眼，其中七水厂的供水能力已达到全市总供水量的80％以上，是我市主要的供水水源，因而七水厂源水2003—2004年度铁、锰的监测数据能够代表我市水源地源水铁，锰含镘现状。见表l，可以看出，2003～2004年度七水厂源水铁、锰两项监测结果超标率均高达100％。 回顾199l一1995，1996-2000年四家水源地源水铁、锰的监测数据(见表2)可以看出，四家水厂在这卜年问铁离子监测结果均为lOO％超标。七水厂锰离子在l991—1995年超标率为90％，在l996～2000年超标率为100%，其余三家水厂锰离子在l99l～1995年与1996-2000年问超标率均为100%。 2 佳木斯市浅层地下水铁、锰含量情况 佳木斯市共布设地下水水质监测点41个。丰要分布在城市集中居住区，工妣密集区、集中开采区、乡镇集中居民点，同时在地下水的补给、径流和排泄区设控制性点位，这些点位的布设能够反映出我市地下水总体状况。由表3可以看出1988～1995年，1996～2000年、2001-2004年间钦离子超标率在59．50％至81．02%之间'锰离子超标率在41.97％至60.5％之间 3 佳木斯市地下水铁、锰含量超标原因分析 1936年中国最早的地下水除铁系统在佳木斯市和齐齐哈尔两地建成，1964年中国第一套正式运行的重力式天然锰砂除铁系统在佳木斯市改造落成，1975年中国第一次地下水除铁技术研讨会佳木斯市召开，这些不单表明佳木斯市在地下水除铁、锰技术方