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地下水铁锰超标处理设备

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地下水铁锰超标处理设备

文章来源:福州科境水处理工程有限公司作者:福州科境水处理发表时间:2015-07-31 12:06:10

    一、地下水除铁锰的概述

    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、福建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、福州市的地下水中铁锰。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0.2~1.3mg/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。

    二、工作原理及工艺流程  

    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。  

    2、工艺流程

    根据公司多年处理经验,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/L、pH=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值<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下。

    三、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。  

    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40~50%,粒径0.6~2.0mm,磨损率<0.54%,破碎率<0.23%,堆比重1.8g/cm3,孔隙率>50%。除此之外,还常用天然石英砂、砂砾石,分别作滤料和承托层。石英砂要求粒径0.5~1.2mm,二氧化硅含量>98.5%,盐酸可溶率<1.5%,含泥量<0.04%,比重>2.55g/cm3,磨损率<0.4%,孔隙率>43%,破碎率<0.8%,堆比重1.75g/cm3。以上两种滤料具有机械强度高、吸附能力强、化学成份稳定、不含对人体健康有害和有毒的物质成份。  

    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、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10~15分钟完成。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24小时/天,间隔1~2天,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5~7天,反冲一次。

    四、结语

    铁锰砂瀑气除铁铁锰装置是当今世界除铁铁锰应用最多的方法,但经过多年实践证明,该法也存在许多问题。⑴连续运行时间短,需要经常进行反冲洗。⑵增加鼓风机瀑气塔等瀑气装置,大大提高了电耗成本及运行维护费用,并产生环境噪声污染;还增加了大流量反冲洗泵及反冲洗水箱的投入成本。⑶滤料易出现板结、破碎现象,一般要每2年全部更换一次铁锰砂滤料。⑷仅能除铁铁锰而对水中有时共存的色度、浊度、金属离子等有害物质则不能去除。⑸有时有必要后置除砂装置。⑹受水中PH值影响较大。当PH<6时,除除铁铁锰能力基本失效,必须加药调PH值。

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