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除铁锰技术传统工艺介绍
一、绪言
    我国有丰富的地下水资源，其中有不少地下水源含有过量的铁和锰，称为含铁含锰地下水。 
    水中含铁量较高时，水有铁腥味，影响水的口味，作为造纸、纺织、印染、化工和皮革精致等生产用水，会降低产品质量；含铁水可使家庭用具如瓷盆和浴缸发生锈斑，洗涤衣物会出现黄色或棕黄色斑渍；铁质沉淀物Fe2O3会滋长铁细菌，阻塞管道，有时会出现红水。而含锰量较高的水所发生的问题与含铁量高的情况相类似，例如：使水有色、嗅、味，损害纺织、造纸、酿造、食品等工业产品的质量，家用器具会污染成棕色或黑色，洗涤衣物会有微黑色或浅灰色斑渍。为此我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁、锰浓度分别不得超过0.3mg/L和0.1mg/L,超过标准的原水须经除铁除锰处理。
二、地下水除铁除锰方法
地下水除铁除锰的方法很多，但一般都利用同一原理，即利用氧化剂（如锰砂）将溶解状态的二价铁或二价锰分别氧化成不溶解的三价铁或四价锰的化合物，再经过滤予以去除。
4Fe2++O2+10H2O →4Fe(OH)3+8H+
2Mn2++O2+2H2O →2MnO2+4H+
传统除铁工艺流程一般由曝气、氧化反应沉淀和过滤三部分组成。曝气是使含铁地下水与空气充分接触，让空气中的氧溶入水中，同时大量散除地下水中的CO2以提高水的PH，加快亚铁离子的氧化速度。氧化反应沉淀是让水在反应沉淀池内停留相当长的时间，使水中的亚铁离子被溶解氧全部氧化为三价铁，并絮凝生成沉淀物。由于地下水中的亚铁离子的氧化反应一般比较缓慢，所以要求水在池中的停留时间较长，从而需要比较庞大的反应沉淀池容积。反应沉淀后，水中还残留着许多铁质悬浮物，需经石英砂滤池过滤。
三、生物接触法除铁除锰设备的设计与运行
含铁、锰水质的地下水源设备，其处理方法多采用自然氧化和天然锰砂接触氧化工艺，不仅处理流程复杂，出水水质也难以得到保证。采用生物固锰除锰技术设计建设的设备，不仅简化了工艺，也使处理后的水质有了较大的提高。原水属普通含碳酸型地下水水质，这种水质不存在除铁除锰原水碱度不足及硅酸干扰问题。因此选择接触氧化法除铁、除锰工艺，原水经跌水曝气充氧后，由于曝气强度不大，pH值仍在中性域内，水中Fe2+离子在通过滤床时与“滤膜”充分接触，被氧化成Fe3+离子，从而被滤层截留，可以达到除铁的目的。但除锰按照给水设计规范GBJ13—86要求：Fe>2.0mg/L(北方)、Mn>1.5mg/L时，均要采用一级过滤除铁、二级过滤除锰的“二级过滤”工艺。这种工艺流程需要对第一级滤后水的Fe2+离子含量进行监控，保证在下一级除锰滤床中有足够的Fe2+离子才能使“滤膜”保持活性，达到除锰的效果。
在北方地区，当原水中铁含量为10mg/L以下，锰含量在1.3mg/L的情况下，选择一级过滤流程仍十分有效。就是说，采用生物接触滤池的一级处理流程，铁的处理范围可突破《规范》给出的界定值，且还可增大滤速，除铁效果良好。应当引起重视的是除锰要比除铁困难得多，当原水锰含量<1.5mg/L时，采用一级处理流程是可行的，但锰含量若突破1.5mg/L须加强运行管理，加强微生物数量的检测，一旦发现微生物呈数量级下降，就会出现“漏锰”现象，
        生物滤池的运行成功与否关键在初期的生物培养阶段，如果水温、滤速、反冲洗强度控制得当，短则一个月(锰砂滤料)即可完成生物的培养、繁殖、成长，达到稳定；反之，会长时间无生物繁殖或微生物的生长繁殖每mL砂中达不到10.5～10.6数量级，影响设备的运行和效益。在有条件的地方，还可以采取接种含有除锰能力的菌种，加速繁殖，缩短周期。
  滤池中铁细菌的活性增长通常要经过三个生长周期得以实现，不同滤料都可以作为截留铁泥的载体繁殖微生物，只是滤砂介质不同，铁细菌的生长周期不同。据模型试验得出，生物培养期：滤速低于2m/h，出水指标合格，石英砂滤料约需90d，双层无烟煤饱和滤料约需60d，而锰砂滤料在生物培养期由于有较强的除锰吸附能力，表现得不明显；生物成长期：滤速在2～5m/h逐级上调阶段，达到各出水指标合格，石英砂滤料约需100～120d，双层滤料约需60～90d，锰砂滤料约需30～50d；生物稳定期：滤速达到设计值5m/h，滤层内细菌计数每mL砂中含几十万到上百万个细菌，菌团新鲜并具有强盛的繁殖代谢能力，说明微生物生长稳定，生物滤池已经成熟，耐冲击负荷，出水各项指标合格，标志调试阶段结束，设备即可进入正常生产阶段。
工艺设计参数的选择
  ① 曝气强度不易过高，pH值达到6.0以上即可。跌水曝气是一种简单而有效的形式，跌水高度1.0～1.3m，单宽流量40m3/(h?m)，溶氧量可达饱和值的26.5%～35.4%。
  ② 生物滤池的滤速不易选择过大，以5～7m/h为佳，滤料填装高度应考虑到生物包裹滤料颗粒增大而使滤层增厚的现象，反冲洗强度控制在18L/(m2?s)为宜。滤料以马山锰砂滤料为好，但受到条件限制时也可选用其它滤料，差异是滤料成熟期不同，但均能收到效果。
  ③ 反冲洗水不得含氯。大多数设备反冲洗水直接取自清水池，清水池中含氯水对滤池的反冲洗有助于氧化清除滤料表面截留物。然而生物滤池的反冲洗水不得采用含氯水，尤其是生物培养初期会抑制生物的生长繁殖，忽略了这一点，生物滤池的设置将不会成功。
  ④ 除铁、锰的同时去除氨氮。通过运行效果测定，生物滤池内的生物作用不仅使除铁、除锰效果良好，而且对氨氮类物质有一定的去除能力，且去除效率稳定。因此，对遭受氨氮类物质微污