农村饮用水的铁锰水质处理及除铁锰滤池运行管

1、基本情况：“十一五”期间，蛟河市农村饮水安全工程成果丰硕。五年间，新建农村饮水安全工程179处，引泉32处，管网延伸23处，铺设管网1195公里，新建管理房屋118座3963平方米，新上净水设备41套，完成综合工程量291.65万立方米，解决了农村9.35万人的饮水安全问题，解决大牲畜饮水2.29万头，总计完成建设投资6711.12万元，这是解决我市农村饮水安全发展历史最快的一个时期。
    2012年的奋斗目标：计划完成总投资2000万元25处农村饮水安全工程建设任务，其中：深井21处、管网延伸3处，渗渠1处，解决2.23万人口的饮水安全问题。
 2、铁锰水的处理
含铁和锰地下水在我市分布很广，占工程总数的22.91%。铁和锰共存于地下水中，但含铁量往往高于含锰量。《生活饮用水卫生标准》（GB5479-2006）限值为铁(mg/L)含量小于0.3，锰(mg/L)含量小于0.1；而农村小型集中供水部分水质指标限值为铁(mg/L)含量小于0.5，锰(mg/L)含量小于0.3，相应的扩大了限值的区间范围。对我市已建的新上净水设备41处工程进行统计，我市地下水含铁量可分为0.3614-2.9303mg/L、2.9303-7.6829mg/L、7.6829-14.1224mg/L三个区间，含锰量可分为0.1272-1.018 mg/L、1.018-1.3009 mg/L、1.3009-3.8437 mg/L三个区间。由于地层对地下水的过滤作用，一般地下水只含有溶解性的铁化合物，所以在地下水主要以二价铁离子Fe²⁺的形式存在；锰在地下水中主要以溶解度高的二价锰离子Mn²⁺的形式存在。地表水中含有溶解氧，铁锰主要以不溶解的Fe(OH)₃三价铁和MnO₂四价锰形态存在，所以铁、锰含量不高。水中含有过量的铁和锰，将会给生活饮用水带来和大危害。当原水中铁、锰含量超过上述标准时，就要进行处理。
2.1除铁、锰原理：
铁和锰在水中都以二价的离子存在于水中，地下水除铁、除锰是氧化还原过程。去除地下水中的铁、锰都利用同一原理，主要是把溶解的离子转化为沉淀物分离出来，即将溶解状态的二价铁、二价锰氧化成悬浮状态的三价铁、四价锰能由水中沉淀析，在经过滤料层过滤即可达到目的。铁和锰的氧化还原反应受环境因素的影响，变化很大，铁的氧化还原电位比锰低，氧化速率较锰快，所以铁比锰易于去除。
2.2除铁、除锰方法
对于铁与锰共存于地下水中，在处理过程中又存在相互干扰，一般选择处理工艺时，都会根据原水中的铁与锰含量统一进行考虑。因各个工程的地下水水质不一样，所以把握运行工况是很有必要的。根据蛟河市的实际使用情况，论述一下较为成熟的处理方法。
2.2.1 曝气氧化法（空气自然氧化法）
曝气氧化法是利用空气中的氧，将水中二价铁氧化成三价铁，经水解后，先生成氢氧化铁胶体，然后逐渐絮凝成絮状沉淀物经普通砂滤池去除。此法对于原水中含铁量较高时仍可采用。
2.2.2 曝气两级过滤法
当原水含铁量＞6.0mg/L,含锰量＞1.5mg/L,时，应通过实验研究，必要时可采用曝气两级过滤工艺，以达到铁、锰深度净化的目的，先除铁而后除锰。根据铁、锰氧化还原电位的显著差异，锰比铁难以除去，一级过滤的接触过滤氧化除铁，二级过滤除锰。
2.2.3 两级曝气两级过滤
 当地下水中含鉄量＞10mg/L,含锰量＞2.0mg/L,，一般采用两级曝气两级过滤的工艺流程。当铁锰含量较高时，宜采用先曝气，一级过滤的溶解氧为氧化剂接触过滤氧化法除铁，再经曝气，二级过滤用作生物滤池除锰。
3、水处理单元
3.1地下水的曝气
含铁含锰地下水的曝气，因处理工艺不同，有点主要为了向水中充氧，则气水比一般不大于0.1-0.2；有的除向水中溶氧外，还要求散除水中二氧化碳，则气水比一般不小于3-5.曝气装置有多种形式，如跌水、射流曝气、喷淋曝气、接触式曝气塔、板条式曝气塔等。
3.2除铁锰滤池
3.2.1除铁锰滤料
滤料要求有足够的稳定性和足够的机械强度，对除铁锰的水质无不良影响。目前大量用于除铁锰工程中的滤料有石英砂和锰砂滤料。蛟河市近几年使用的滤料是广西产的锰砂，收到良好的除铁锰的效果。接触氧化法除锰工艺流程中，上述滤料都可以用作除铁、除锰滤料。当含锰量较高时宜采用锰砂滤料，可根据设计要求选用。
3.2.2除铁锰滤池运行管理要点
⑴ 除铁锰滤料在装填前应按设计要求认真对滤料进行筛选，筛选后自下而上，由大到小逐层装填。
⑵ 滤料装填后应及时进行反冲洗，水流自下而上，将粒径不合格的滤料砂粉末及泥水及时冲洗掉，直至出水澄清才能正式投入运行。
⑶ 当采用石英砂滤料时，初始应在低滤速下进行，待氧化膜形成后再加大滤速。
⑷ 当进出水压力表差值达到允许水头损失值时，应对滤料进行反冲洗；或者当滤后水铁、锰含量超出规定值后（铁≤0.3mg/L,锰≤0.1mg/L）也应立即进行反冲洗。
⑸ 初运行时，反冲洗水量不宜过大，强度不宜过高，仅以松动滤料层为主，以免影响生物活性滤膜形成。要认真筛选、清洗滤料，把粉尘吹出去，保证反冲洗强度，“两头小，中间大”，松动滤料层。不可能是均质滤料，测浊度:15-25NTU，掌握好不容易。在夏季5-6月，生物膜形成时间7-10天，应低滤速运行，待形成生物膜后，再正常运行。当铁大于0.3 mg/L、锰大于0.1 mg/L时，进行反冲洗，过滤时把Fe⁺³、Mn⁺⁴带出去了。
⑹ 除铁锰滤池（滤罐）滤料，每年应进行翻砂整理，捣碎粘结在一起的大块，并观测滤料层厚度，如发现滤料层厚度不符合设计要求是，应补充滤料。
由于近几年来，我市使用的除铁锰设备厂家有吉林、辽宁、山西生产的产品，发现存在问题是：该设备均无监测手段；滤料出现衰竭时，检查困难；使用人员由于技术经验等方面缺乏，操作总出现一些问题，这些问题有待于在今后的实践中得到逐步解决。

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文章名称： 农村饮用水的铁锰水质处理及除铁锰滤池运行管

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