除铁除锰

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《制浆造纸手册：第十二分册供水与供汽》第55页（2116字）

通用的方法有三种：(1)沉淀析出随后过滤；(2)离子交换；(3)使用弥散剂、使铁和锰稳定在悬浮状态、以防止这些金属的沉淀。

1．沉淀析出和过滤

使水通过曝气塔后进入沉淀池使之停留，絮凝，然后过滤，当水中含有FeSO₄时，用曝气法是除不掉的，故多采用加石灰的方法予以除去。

铁成为胶状形态的Fe(OH)₃或成为有机化合物(腐植酸铁)而存在于水中，籍凝聚剂之助进行沉淀或过滤。

有时为了氧化水中处于还原状态的二阶铁离子，用氯作氧化剂来代替溶解氧，这时的反应如下：

2Fe⁺¹+C1₂+6H₂O→2Fe(OH)₃+2C1^-十6H⁺

在这种情况下，氧化所需氯量是1mg／L的氯对1．6mg／L的Fe⁺³、所以比氧的用量要多些。但在pH值较低的时候(pH=4．0～5．0)，氯与氧相比能在较短时期内进行氧化(表14-1-48)。

表14-1-48 pH值对氯氧化亚铁的影响

利用氯化处理除铁，一般多与曝气或接触过滤同时使用，在有机物和硅酸妨碍氧化的条件，用氯来氧化也是有效的。用于除锰，则pH值应在8．5以上，如表14-1-49所示。

表14-1—49

氯化处理时，投氯量一般是使游离的剩余氯为0．5～1mg／L左右。当pH值低时，原水中如果存在0．2mg／L以上的锰(以锰计)，往往呈淡褐色，必须注意。

表14-1-50，14—1—51分别是典型的除铁、除锰数据。

表14-1-50

表14—1-51

接触过滤池是一种使铁、锰氧化和过滤同时进行的设备，其滤料是用含锰的高价氧化物，这种滤料一般是将锰砂(人为地将锰的氧化物附着在砂上)，绿砂或人造沸石用硫酸锰，氯化锰与高锰酸钾溶液交替反复处理后所得到的锰沸石等。

其反应式如下：

Na₂Z+MnSO₄→MnZ+Na₂SO₄

沸石：

MnZ+2KMnO₄→K₂Z·MnO₄·Mn₂O₇

水中的铁与锰沸石可以发生如下反应：

K₂Z·MnO·Mn₂O₇+4Fe(HCO₃)₂→K₂Z+3MnO₂+2Fe₂O₃+8CO₂+4H₂O

而高锰酸钾进行再生的反应是：

MnZ+2KMnO₄→K₂Z·MnO·Mn₂O₇

锰砂上附着的MnO(OH)₂或MnO₂·H₂O在中性或微酸性条件下，可与水中的锰结合，生成MnO₂·MnO，因而丧失氧化能力。在碱性条件下与氧共存时，和锰结合生成MnO₂·MnO以后，还能维持氧化能力。

锰沸石在外观上是黑褐色的硬质颗粒，粒度为15～50目，相对密度为1．3，除铁能力是每升锰砂能氧化去除0．9～1．5g的铁。再生时使用0．5～1%的KMnO溶液，用它把沸石层浸泡数小时。

换触过滤池滤床的厚度一般为1m，滤速为5～8m／h，最低反冲洗流速为20m／h，水头损失达5m时，就必须进行反冲洗，再生次数因原水中的含铁量而异，一般是每月3～4次，原水含铁量在10mg／L以下时，用锰沸石除铁是有效的，而2～3mg／L时最佳；当含有较多的CO₂时，最好先曝气或加碱提高pH值。采用这一方法时水的pH值不能太低，不能含有H₂S。处理完的水含铁量在0．2～0．3mg／L左右。

近年来在除铁除锰技术中，有人使用锻烧的菱镁矿和硅藻土过滤。把煅烧的菱镁矿(变成MgO)和硅藻土投到快速混合池中，接触5～10min，在这期间内Fe⁺⁺和Mn⁺⁺与MgO接触而被氧化。如要除锰，则加入高锰酸钾作氧化剂。然后再通过硅藻土滤池进行净化，这一方法的优点是每次过滤后，清除过滤介质，从而避免了过滤介质上的任何沉淀积累。

2．离子交换法

除铁时用的交换剂，大都是由食盐再生的沸石，磺化煤和离子交换树脂，这一方法仅适用于铁、锰含量较低的情况(小于0．5mg／L)，因为铁锰离子的积累，可使交换剂失去交换能力。故单独除铁、除锰很少采用此法。