除铁，锰，设备一、 除铁、锰技术简述　　 我国具有丰富的地下水资源，许多城镇和工矿企业都以地下水作为水源。但是，据不完全统计有十八个省、市的地下水中含有过量的铁和锰，不符合工业生产和人民生活的需求。因此，地下水除铁除锰在给水处理技术中占据着重要的位置。　　 数十年来，通过国内广大科技工作者的努力，在地下水除铁锰工艺的研究方面取得了很大进展，实用化程度也相当高。但应当指出的是：以接触氧化法为基础的各类工艺装备，多年来仍存在着设备体积庞大、工艺空间较大等缺憾。　　 将臭氧技术应用于除铁锰工艺，旨在针对原传统工艺的不足，尝试解决工艺装备体积、基础设施偏大??工艺效率较低的问题，以期为地下水除铁锰工艺开发出全新的技术方案。　　二、臭氧与无机物的反应　　 除铂、金、铱、氟以外，臭氧几乎可与元素周期表中的所有元素反应。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态，形成更加难溶的氧化物，所以我们常可利用此性质把污水中的Fe2+ 、Mn2+及 Pb、Ag、Cd、Hg、Ni等重金属离子除去。　　 地壳中Fe、Mn元素的丰度大，它们主要的氧化态存在形式为Fe3+和Mn4 +，但它们的还原态（如MnCO3和FeCO3）可存在水中。去除铁和锰主要是通过将可溶态离子转化为沉淀（Fe(OH)3和MnO2）后过滤去除。　　 依据Fe元素在水中PH值的平衡分布图可知：在中性PH时，将还原态Fe转化为氧化态Fe是热力学所允许的；所以，Fe2+可很容易被O3氧化。　　　　　　　　 　　 反应式表明：氧化1mgFe2+需要0.43mg O3。由于前者是后者分解的引发剂，所以反应应该是通过电子转移进行的。　　 Harr等人在1983年曾提出过设想中的反应机理（略）。　　 依据Mn在水中PH值的平衡分布图研究，Mn较Fe要难氧化，投放量至少应取值在0.8?1.2mg(O3)/1mg(Mn)。反应系统应考虑复合工艺，如O3?UV技术的结合。　　 折算成习惯的吨水处理量：以每升含量铁锰各2mg计算，则可按3?3.5g /t计算投放量；为简化计算和赢余设计，也可将投放量简约为4g /t。对不同含铁锰量的水处理取值可依此类推。　　三、 臭氧工艺应用的可行性分析 　　 1、目前几乎所有除铁锰工艺都是以接触氧化法为基础??无论是空压法、射流法还是自然跌水法，通过以尽可能高的效率利用空气中的氧成分来实现对水中铁锰的氧化，形成难溶氧化物后再滤除。　　 2、臭氧是氧的同素异构体，有极强的氧化性，氧化还原电位2.07仅次于氟，而氧的氧化还原电位仅为1.23，可见臭氧是有真正实用意义的工业氧化剂。　　 3、常温、常压下，臭氧在水中的溶解度是氧的13倍 ?? 仅此就可看出工艺效率的巨大差异。　　 4、臭氧在水处理中同时具有消毒、杀菌、分解有机物和微絮凝等作用，体现了多重工艺效果，一机多用，这是任何传统工艺都无可替代的。　　 5、与传统工艺比，氧化速度大大提高，对滤料成分要求降低，无须体积庞大的暴气装置和空间，几乎可以在无噪音条件下运行。　　 6、根据其化学特性，可适应更为复杂的水质情况。　　四、 实用装置和工艺流程　　 虽然臭氧工艺有着上述优越性，但目前国内外在此工艺中的应用实例尚少，从事这方面研究的人也不多，对多年从事以传统工艺为主的除铁锰水处理工程企业来说，还有一个认知和了解的过程 ?? 将臭氧发生器简单地替代原接触氧化工艺部分未必能获得最佳的工艺效果。　　 为此，我们设计了如下的工艺流程及与之配套的工艺装置。　　这是个典型的“一机两罐”系统，其中“一机”的概念主要是将除接触罐、过滤罐部分外，其他工艺装置制作成一体机；该机臭氧发生器选用我们自行研制生产的高效臭氧产品，混合器配用我们最新开发生产的高效紊流混合装置。如不加装尾气再利用系统，也可在一体机中加设尾气处理装置。产品主要技术指标和报价另表。　　 我们在此认真地将此项新工艺和装置推荐给业内企业，期望能在当今竞争日益激烈的水处理市场中进一步提升企业的竞争力，为提高水处理工艺水平做出贡献。欢迎合作。除铁除锰过滤