1、1浅谈小型自来水厂常用的几种除铁除锰方法【摘 要】随着我国城镇化改革的深入，新农村建设如火如荼的发展，小城镇、新农村社区的功能越来越完备，供水系统是其中重要的一部分。小水厂是供水系统中很重要的一个环节，出厂水水质必须达到国家新的生活饮用水标准，原水的除铁除锰也是很重要的一个工艺流程。 【关键词】自来水厂；除铁；除锰 一、除铁除锰的必要性 我国幅员辽阔，水资源分布很不均匀，大小河流纵横交错，自然地理条件悬殊，各地水资源不同程度受到工业和农业的污染。国家生活饮用水卫生标准规定，铁的含量不大于 0.3mg/L，锰的含量不大于0.1mg/L。我国的地下水分布很广，含铁量一般在 5 到 15mg/L，超
2、过30mg/L 的很少，锰含量一般在 0.5 到 2.0mg/L，个别地方能达到 5 到10mg/L。水质中的铁含量和锰含量超过国家生活饮用水标准，会直接威胁到人民群众的身体健康，所以必须采取措施，把生活饮用水中超标的铁和锰去除。 二、除铁除锰的方法 （一）除铁的方法 1、自然氧化法。可用于除铁的氧化剂有氧、氯和高锰酸钾。其中，以利用空气中氧气，最为经济，在生产中广泛应用。 我们单位拥有一座小型水厂，日处理原水 4000 吨，有一座 60 米的2沉淀池和两组重力无阀滤池，原水取自 7000 米外的一座水库。夏季，铁、锰的含量超标，冬季不超标。在生产实践中，原水在进入沉淀池前，充分利用场地立体空
3、间，一方面降低原水的流速，另一方面，尽可能摊薄流经原水的厚度，增大原水的流经面积，以利于原水尽可能多的与空气中的氧分子接触，也就是说，尽可能增大原水与空气的接触面积，延长它们接触的时间，增大原水的曝气程度，把易溶于水的二价铁氧化成难溶于水的三价铁。同时，让水中二氧化碳充分逸散，从而提高水的 PH 值，可以提高氧化速度。氧化生成的三价铁经水解后，生成氢氧化铁胶体，进入沉淀池，逐渐凝聚成沉淀物，沉淀到沉淀池底部，或者经无阀滤池除去。这种方法又叫自然曝气法，这种方法经过我们实践，很实用，既经济，效果又好。除铁除锰可一次性实施。 另外，曝气法中，根据装置的不同，还有压缩空气曝气法、射流曝气法、淋水曝气
4、法、接触式曝气塔法、跌水曝气法、叶轮式表面曝气法等。 （1）压缩空气曝气。它是在原水中加入压缩空气，以进行曝气充氧，加起后设气水混合器，使空气分散成小的气泡，进行气水混合，来加速溶氧曝气过程。这种方式中的气水混合器，气水混合时间一般在 10 到 15秒范围内，能获得约 40%的溶氧饱和度。根据实验，可以延长气水混合时间，延长至 20 到 30 秒，就能使原水中的溶氧饱和度增至 70%左右，从而减少了所需空气流量，从而进一步提高曝气效果。也比较经济合理。 （2）射流曝气法。它是利用射流泵的吸气作用代替空气压缩机，向原水中加注空气。射流泵的构造应根据工作水的压力、需氧量、出水压3力等等，由计算而定
5、。一般适用于原水铁和锰的含量较低、对 PH 值的要求不高时。此种方法比较节省空间，但由于射流泵的运转，增加了运行成本。 （3）淋水装置曝气法。这是一种喷淋式曝气装置。原水通过像莲蓬头上的许多小孔，向下喷洒，把水分分散成越多越好的小水滴，在水滴自然降落过程中，进行曝气。小孔直径约 4 到 8mm，高于水面 1.5 到2.5m。这种装置常设置在重力式除铁滤池上，缺点是，不易安装，孔眼常会因铁锈沉积而堵塞，因此，设计制作其构造时，应考虑拆卸清洗。此种方法一般应用于含铁度不大于 10mg/L 的原水。 （4）接触式曝气塔法。这是一种应用较广的喷淋式曝气装置。曝气塔一般由 1 到 3 层填料构成，填料为
6、焦炭或矿渣，粒径约 30 到 50mm，每层厚度约 0.3 到 0.4m，每层填料间净距不小于 0.6m，必须空气流通通畅。跌水流量需原水水质和曝气程度计算而定。一般适用于铁锰含量较高的原水。 （5）跌水曝气法。这种方法一般应用于原水中铁和锰的含量较低时。利用构筑物之间的高差进行曝气，一般为三层，总跌水高度为 2 到 3m，单位宽度的跌水流量在 20 到 50 之间，具体应根据原水水质和曝气程度而定。 （6）叶轮式表面曝气法。这种装置曝气效果好，性能可靠而稳定，但是计算繁琐，它是根据原水的水质和需要的曝气程度，变更叶轮直径、转速和淹没深度，叶轮以采用平板方式为好。缺点是因为要调节叶轮的转速，需
7、要变频配电设备，因此，增加了建设成本，也提高了运行成本。42、接触氧化法。这种方法是利用天然锰砂作原料，在滤池装滤料的时候，只要将这种滤料覆盖在表面，都可以有很好的除铁效果。这种滤料有一个“成熟”的过程，也就是说，开始时效果差，用一定时间后，锰砂滤料外包裹的棕黄色或者黄褐色的铁锈层越厚，除铁效果越好。 （二）除锰方法 氧化法，和除铁的两种氧化法一样，所不同的是，含锰的原水经过曝气后，经滤层过滤，能使高价锰的氢氧化物逐渐附着在滤料表面，形成锰质滤料膜，使滤料成黑色或暗褐色的“锰质熟砂” 。这种熟砂具有接触催化作用，能提高氧化速度，使水中二价锰在较低的 PH 值条件下，就能氧化为高价锰，从水中除去
8、。 在接触氧化除锰时，锰质滤料首先吸附二价铁，然后吸附二价锰。所以当水中有二价铁存在时，滤料一般不吸附锰。当水中含铁量、含锰量均较低时，铁锰可在同一滤层中被除去。这时，滤层上部为除铁带，下部为除锰带。当水中含铁量较高时，或者虑速较高时，除铁带会向滤层下部延伸，将除锰带压向下层，导致锰质穿透滤层。虽然三价铁对二价锰的氧化无阻碍作用，但是，三价铁的絮凝体沉积在滤层表面，不利于锰质滤料膜的形成，因此必须对滤料进行冲洗。 除此之外，还有离子交换法，混凝法，稳定处理法，等等。对于小型水厂来说，一般工艺较麻烦，不常用。 综上所述，对于含铁量、含锰量超标的原水，一般要求先除铁后除锰。特别注意，地下水含锰量一般较高，为了除猛一般要求将水的 PH 值5提高到 7.5 左右；除铁后水的 PH 值不一定满足要求，所以要提高 PH 值，曝气是提高 PH 值的最经济有效的措施。是否需要二次曝气，需根据锰含量超标的多少而定，并参考类似的工艺流程。 三、结语 小型水厂的占地面积较小，日供水量较小，工艺流程较简单，投资小，运行成本低，上述除铁除锰方法简单，实用性很高，基本符合工艺要求，技术经济合理，已广泛应用于水厂生产中。
