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铁锰超标水处理方案

【摘要】

铁锰是人体不可缺少的微量元素，人体内所需要的铁锰主要来源于食物和饮水。然而，水中含铁量过多，也会造成危害。据测定，当水中含铁锰的浓度超过一定限度，就会产生红褐色的沉淀物，生活上，能在白色织物或用水器皿，卫生器具上留下黄斑，同时还容易使铁细菌繁殖堵塞管道。饮用水铁锰过多，会引起身体身体不适。据美国，芬兰科学家研究证明，人体中铁过多对心脏有影响，甚至比胆固醇更危险。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L，超过标准的原水须经除铁除锰处理。长时间饮用含铁含锰量过高的水还会严重影响身体健康。因此，高铁高锰水必须经过净化处理才能饮用。

1.铁锰超标及对人体和生产的危害

1.1铁、锰都属于金属元素，在自然界的岩石和土壤中都很常见，它们往往是一对伴生元素同时存在于天然水中，含铁的地表中或多或少含有一定量的锰。铁锰含量如果超标管网水中会出现黑色颗粒，并伴有水黑或水黄现象。

1.2饮用水含高浓度的铁、锰，可引起食欲不振，呕吐，腹泻，胃肠道紊乱，大便失常。长期饮用会出现慢性中毒症状，诱发肝硬化、骨质疏松、行走困难，严重者甚至出现肌肉震颤等症状。

1.3在工业用水中，铁锰含量过高会使印染、造纸行业的产品质量下降。在城市供水行业中，高浓度的铁锰的水源不但要增加净水设施，而且还会使制水成本升高，缩短输送管道的使用年限，降低出厂和管网水质，造成了一定程度经济和社会效益的负面影响。国家在《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中对作为集中式生活饮用水地表水源地补充项目的铁、锰指标进行限制：Fe≤0.3mg/L、Mn≤0.1mg/L，《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L。

2.含铁锰废水分布及特点

2.1含铁废水分布及特点：

溶解于天然淡水中的铁含量变化很大，从每升几微克到几百微克,甚至超过1毫克。这主要取决于水的氧化还原性质和pH值。在还原性条件下，二价铁占优势；在氧化性条件下，三价铁占优势。二价铁的化合物溶解度大。二价铁进入中性的氧化性条件的水中,就逐渐氧化为三价铁。三价铁的化合物溶解度小,可水解为不溶的氢氧化铁沉淀。三价铁只有在酸性水中溶解度才会增大，或者在碱性较强而部分地生成络离子如Fe(OH)宮时,溶解度才有增加

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，即会累积于过虑物表面，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++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+

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2~3天；含铁量在10~20mg/L时，需持续抽水到7天左右。滤料的滤速为10~15m/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。

3.2除锰工艺：

（1）碱化除锰法最初采用的除锰方法是将石灰、NaOH等碱性物质投加到含锰废水中，把待处理水的pH值提高到9.5以上，Mn2﹢在溶解氧的作用下迅速地氧化为MnO2析出，从而达到除锰的目的。

（2）强氧化剂除锰法采用氧化能力较强的氧化剂是欧洲和美国普遍使用的除锰方法。一般常选用高锰酸钾、二氧化氯和氯气等强氧化剂。

（3）接触氧化除锰法20世纪70年代，在接触氧化除铁的基础上发展了天然锰砂接触氧化除锰工艺。天然锰砂接触氧化除锰工艺较为简单，锰砂相关内容：原水经简单曝气后直接进入滤池，水中的Mn2﹢被锰砂吸附氧化去除，无需投加化学药剂，管理方便，处理效果稳定，

4）生物除锰法人们很早就认识到微生物对铁锰的氧化作用，但是把微生物引入到地下水除锰领域的历史并不长。生物法除铁、除锰作为一种新的工艺也开始在一些国家研究推广，如法国、德国、保加利亚等国家都有应用，均取得良好效果。

4.地下水铁锰超标处理

地下水中的铁和锰超标主要存在铁超标或铁锰同时超标两种形态，除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法，除锰一般采用接触氧化法，曝气氧化法除铁系指原水经曝气后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe2全部或大部分氧化为Fe3，进入滤池过滤;接触氧化法除铁(除锰)系指原水经曝气溶氧后未经完全氧化很快进入滤池，滤料经过一定的成熟期后在其表面形成铁质(或锰质)活性滤膜，利用活性滤膜的催化作用进行除铁(除锰)。

铁、锰超标的地下水水质千差万别