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9.6。地下水除鐵和除錳。工藝流程選擇9。6、1，鐵、錳都是人體組織的微量元素,成人身體中含鐵4g。5g,含錳12mg,20mg。人體缺鐵就會(huì)產(chǎn)生貧血和代謝功能紊亂,人體缺錳將引發(fā)畸形。腦驚厥 早產(chǎn)及不孕癥等疾病，但鐵.錳過多也會(huì)引起鐵中毒和錳中毒、人體攝取鐵過多有損于胰腺，肝膽和皮膚，錳過多引起造骨機(jī)能破壞。引發(fā)錳佝僂病以及中樞神經(jīng),呼吸系統(tǒng)病患，人們?cè)陲嫴?食用蔬果.肉類和糧食中已能滿足對(duì)鐵、錳的攝取需求。長(zhǎng)期飲用含鐵.錳水有損于健康、況且含鐵、錳水會(huì)產(chǎn)生沉淀于供水管道之中.著色于生活器皿和衣物。給生活造成諸多不便.含鐵,錳水用于造紙 紡織，印染，食品等工業(yè)生產(chǎn)會(huì)使產(chǎn)品著色乃至報(bào)廢.用于鍋爐用水會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢乃至事故 水中鐵，錳對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有害而無益 希望越少越好、所以城市供水中,如水源水鐵 錳超出用水標(biāo)準(zhǔn)必須予以處理,9。6.2，我國(guó)含鐵。錳地下水分布于18個(gè)省市,3,1億人口的廣大地區(qū) 由于各地的水文地質(zhì)化學(xué)條件的差異。含鐵.錳地下水水質(zhì)千差萬別 在工藝中需要來考慮原水中Fe2，與除錳生成的Mn4、的氧化還原反應(yīng)、所以按照原水中Fe2.的含量可將原水分為 Fe2,小于5mg。L，Mn2，小于0，5mg L的地下水質(zhì)稱之為低濃度鐵.錳地下水 Fe2，大于5mg，L,Mn2,大于0、5mg,L的稱之為高濃度鐵.錳地下水.當(dāng)含鐵 錳地下水中同時(shí)又含有氨氮稱之為伴生氨氮鐵.錳地下水.由于鐵，錳和氨氮在水中的濃度不同。鐵 錳和氨氮相互間的氧化還原關(guān)系及原水對(duì)氧的需求都將有重大差別。故地下水除鐵、錳水廠設(shè)計(jì)之時(shí)、應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)條件來選擇凈水流程和構(gòu)筑物形式.由于地下水水質(zhì)復(fù)雜 千差萬別,有條件時(shí)應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)研究。也可參照相似水質(zhì)條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)工程綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定.9、6,3,低濃度鐵。錳地下水多分布于弱還原環(huán)境的河漫灘之下、與河水有較好的水力交換。水中還原物質(zhì)較少、對(duì)氧的需求低，根據(jù)遼寧省渾太流域,大.小凌河流域地下水除鐵.除錳水廠的多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),可采用跌水曝氣1級(jí)除鐵 除錳濾池的簡(jiǎn)捷凈化流程,9,6,4。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 O2的氧化還原電位0，82V.鐵的氧化還原電位為0。2V,錳的氧化還原電位為0,6V.O2與Mn的氧化還原電位差為0,22V O2與Fe的氧化還原電位差為0.62V、所以在地下水pH值中性條件下 Fe2 可以被溶解氧直接氧化.當(dāng)存在觸媒的情況下可迅速氧化、但Fe與Mn的氧化還原電位差為0 4V 在一定的基質(zhì)濃度下。Fe2,與Mn4、會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)、Mn4 將Fe2。氧化Fe3。而Mn4,還原為Mn2，據(jù)北京工業(yè)大學(xué)和中國(guó)市政東北設(shè)計(jì)研究院有限公司的科學(xué)研究成果和工程生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)、當(dāng)濾層進(jìn)水中Fe2、5mg L時(shí)，就會(huì)發(fā)生Fe2、和Mn4.的氧化還原反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)采用厚濾料濾池或采用兩級(jí)過濾流程、9。6、5、Fe2。的氧化當(dāng)量為0.143mg O2，mgFe2,Mn2、的氧化當(dāng)量為0.29mg,O2.mgMn2。而氨氮,NH4、N,的氧化當(dāng)量則為4 57mg、O2,mgNH4，N，所以原水中含有氨氮 除鐵,錳，氨的濾層耗氧量大增,故當(dāng)含鐵、錳水中伴生氨氮且NH4，N 1。0mg，L 宜采用兩級(jí)曝氣兩級(jí)過濾流程,曝氣裝置9，6,6，含鐵 錳地下水是在還原環(huán)境下存在的。水中溶解氧為零.為進(jìn)行Fe2.Mn2,的氧化反應(yīng)必須向水中充氧，除鐵和除錳在地下水pH值6.6,5的條件下均可順利進(jìn)行.也不受溶解性硅酸的影響。曝氣是為了充氧.不必刻意散失CO2。故曝氣裝置的選擇只根據(jù)原水需氧量來選擇.同時(shí)曝氣又是除鐵 除錳水廠的重要?jiǎng)恿ο膯卧?在滿足溶解氧需求條件下，宜選擇簡(jiǎn)單節(jié)能的曝氣裝置 跌水與淋水是除鐵.錳工藝首選曝氣裝置,噴水，板條式曝氣塔。接觸曝氣塔能耗較高、投資較大，葉輪式表面曝氣裝置有動(dòng)力設(shè)備。增加了維護(hù)工作量 在一定條件下，也可以選用，射流曝氣 壓縮空氣曝氣只有在壓力式除鐵。錳裝置中使用、9 6。7,跌水曝氣的溶氧效果、因受水的飽和溶解氧濃度的限制 隨著跌水級(jí)數(shù)和跌水高度增大是有限的、據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)研一級(jí)跌水高度在0，5m之上。水中溶解氧濃度可達(dá)4 0mg,L 4、5mg.L,三級(jí)跌水達(dá)5.0mg，L、5,5mg，L 已能滿足除鐵 除錳工藝的要求.故以跌水級(jí)數(shù)1級(jí)。3級(jí)、每級(jí)跌水高度0。5m。1、0m為宜，跌水堰單寬流量小.跌水水舌下真空度亦小、吸入空氣量少 單寬流量大、隨水舌下真空度增強(qiáng) 吸入空氣量大 但水舌變厚后。單位水量中溶入空氣量反而變小。據(jù)生產(chǎn)實(shí)際調(diào)研單寬流量以20m3,m h,50m3,m,h、為宜.9,6.8，目前國(guó)內(nèi)淋水裝置多采用穿孔管,因其加工安裝簡(jiǎn)單。曝氣效果良好.而采用蓮蓬頭者較少，理論上、孔眼直徑越小，水流越分散.曝氣效果越好，但孔眼直徑太小易于堵塞、反而會(huì)影響曝氣效果，根據(jù)國(guó)內(nèi)使用經(jīng)驗(yàn) 孔眼直徑以4mm，8mm為宜.孔眼流速以1.5m,s,2.5m。s為宜,據(jù)實(shí)地調(diào)研和室內(nèi)科研實(shí)驗(yàn),淋水飛程1 5m之內(nèi).溶氧效果與淋水飛程呈正相關(guān)關(guān)系 飛程大于1。5m溶氧效果增長(zhǎng)非常緩慢，故淋水裝置的安裝高度宜為1 5m 2。0m 安裝高度是指淋水出口至集水池水面的距離。9 6。9。條文中規(guī)定了每10m2面積設(shè)置噴嘴的個(gè)數(shù)、實(shí)際上相當(dāng)于每個(gè)噴嘴的服務(wù)面積約為1,7m2.2、5m2,9,6.10。某水廠原射流曝氣裝置未經(jīng)計(jì)算.安裝位置不當(dāng)。使裝置不僅不曝氣、反而從吸氣口噴水，后經(jīng)計(jì)算.并改變了射流曝氣裝置的位置，結(jié)果曝氣效果良好.可見,通過計(jì)算來確定射流曝氣裝置的構(gòu)造是很重要的,東北兩個(gè)城市采用射流曝氣裝置已有多年歷史,由于它具有設(shè)備少，造價(jià)低 加工容易，管理方便，溶氧效率較高等優(yōu)點(diǎn).故迅速得以在國(guó)內(nèi)十多個(gè)水廠推廣使用，效果良好。實(shí)踐表明,原水經(jīng)射流曝氣后溶解氧飽和度可達(dá)70 80，但CO2散除率一般不超過30。pH值無明顯提高，故射流曝氣裝置適用于原水鐵，錳含量較低.對(duì)散除CO2和提高pH值要求不高的場(chǎng)合、9,6、13，實(shí)踐表明.接觸式曝氣塔運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間以后。填料層易被堵塞，原水含鐵量愈高,堵塞愈快.一般每1年 2年就應(yīng)對(duì)填料層進(jìn)行清理，這是一項(xiàng)十分繁重的工作，為方便清理。層間凈距一般不宜小于600mm 9、6.14，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。淋水密度一般可采用5m3 m2,h，10m3，m2、h，但直接裝設(shè)在濾池上的噴淋設(shè)備.其淋水密度相當(dāng)于濾池的濾速。9.6,15。試驗(yàn)研究和東北地區(qū)采用的葉輪表面曝氣裝置的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,原水經(jīng)曝氣后溶解氧飽和度可達(dá)80,以上,二氧化碳散除率可達(dá)70、以上,pH值可提高0、5.1.0,可見.葉輪表面曝氣裝置不僅溶氧效率較高 而且能充分散除二氧化碳、大幅度提高pH值，使用中還可根據(jù)要求適當(dāng)調(diào)節(jié)曝氣程度。管理?xiàng)l件也較好.故近年來已逐漸在工程中得以推廣使用 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)曝氣程度的要求來確定設(shè)計(jì)參數(shù),當(dāng)要求曝氣程度高時(shí)。曝氣池容積和葉輪外緣線速度應(yīng)選用條文中規(guī)定的上限。葉輪直徑與池長(zhǎng)邊或直徑之比應(yīng)選用條文中規(guī)定數(shù)據(jù)的下限。除鐵，除錳濾池9 6,17.除鐵，錳濾池濾料并非充作觸媒物質(zhì)。而是觸媒載體。表層濾料是Fe2。氧化觸媒的載體，下部填料是錳氧化觸媒物質(zhì)載體、同時(shí)濾層還起到截濾懸浮的鐵，錳氧化物的作用.故原則上任何可以作為濾料的材料均可作為除鐵，除錳濾池濾料 錳砂有很大的吸附容量.是石英砂的幾十倍、在一定的水質(zhì)和操作條件下，在濾池投產(chǎn)之初當(dāng)錳砂濾料的吸附容量漸漸飽和之前、除錳濾池就已經(jīng)培養(yǎng)成熟,由此可使吸附飽和期與培養(yǎng)成熟期相銜接。在投產(chǎn)初期就可以取得Mn2。濃度不超標(biāo)的處理水 相反地，若采用石英砂為除錳濾池濾料.由于其對(duì)錳的吸附容量很小 在濾池投產(chǎn)初期吸附容量很快飽和，所以出水錳濃度在濾池成熟之前,時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十日。是不達(dá)標(biāo)。但石英砂強(qiáng)度大耐磨，使用壽命長(zhǎng).各水廠可據(jù)地方條件選用 9，6、18 除鐵,除錳濾池希望有更大的填料表面積和曲折的過濾路徑 據(jù)長(zhǎng)年除鐵，錳水廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。濾池濾料粒徑石英砂d 0，5mm。1,2mm。錳砂為0。6mm。1。2mm或0，6mm.2、0mm為宜.為了錳氧化還原菌在濾砂上附著和具有一定的生化反應(yīng)時(shí)間。濾速不宜過大,一般為5m h 7m，h.9，6.19 在除鐵。除錳濾層中不但濾砂表面黏附著鐵錳氧化物,同時(shí)濾砂間隙中也有大量鐵錳氧化物黏泥,為使全濾層全方位得以洗凈,采用沖洗均勻的大阻力配水系統(tǒng)。9，6。20.除鐵,除錳濾池中Fe2，Mn2 的氧化反應(yīng)是在濾層中進(jìn)行的 與地面水除濁主要發(fā)生在濾層表層不完全相同，可以省去表面沖洗,反沖的目的不但要將濾砂顆?？障吨需F錳粘泥洗凈 還要保護(hù)濾砂表面的觸媒物質(zhì),所以一般不希望增加擾動(dòng)更大的氣沖洗、只采用水反沖洗就可完成濾層洗凈的任務(wù),沖洗強(qiáng)度與膨脹率都應(yīng)小于地面水除濁的濾池，沖洗延續(xù)時(shí)間也不宜過長(zhǎng)、反沖洗排水由渾稍有變清為止,