井水的地下水水源,地下水除鐵除錳工藝流程的選擇及構(gòu)筑物的組成,應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、處理后水質(zhì)要求、除鐵除錳試驗或參照水質(zhì)相似的水廠運行經(jīng)驗,通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。
地下水除鐵一般采用接觸氧化法或曝氣氧化法。當(dāng)受到硅酸鹽影響時,應(yīng)采用接觸氧化法。
接觸氧化法的工藝:
原水曝氣——接觸氧化過濾
曝氣氧化法的工藝:
原水曝氣——氧化——過濾
注:①接觸氧化法曝氣后水的pH值宜達到 6.0以上。
②曝氣氧化法曝氣后水的pH值宜達到 7.0以上。
地下水除錳宜采用接觸氧化法,其工藝流程應(yīng)根據(jù)下列條件確定:
一、當(dāng)原水含鐵量低于2.0毫克/升、含錳量低于1.5毫克/升時,可采用:
原水曝氣——單級過濾除鐵除錳
二、當(dāng)原水含鐵量或含錳量超過上述數(shù)值時,應(yīng)通過試驗確定。必要時可采用:
原水曝氣——氧化——一次過濾除鐵——二次過濾除錳
三、當(dāng)除鐵受硅酸鹽影響時,應(yīng)通過試驗確定。必要時可采用:
原水曝氣——一次過濾除鐵(接觸氧化)——曝氣——二次過濾除錳
注:①除錳濾池濾前水的pH值宜達到 7.5以上。
②二次過濾除錳濾池的濾前水含鐵量宜控制在 0.5毫克燉升以下。
(Ⅱ)曝氣裝置
1.曝氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及曝氣程度的要求選定,一般可采用跌水、淋水、噴水、射流曝氣、壓縮空氣、板條式曝氣塔、接觸式曝氣塔或葉輪式表面曝氣等裝置。
2.采用跌水裝置時,跌水級數(shù)可采用1~3級,每級跌水高度為0.5~1.0米,單寬流量為20~50米3/時·米。
3.采用淋水裝置(穿孔管或蓮蓬頭)時,孔眼直徑可采用4~8毫米,孔眼流速為1.5~2.5米/秒,安裝高度為1.5~2.5米。當(dāng)采用蓮蓬頭時,每個蓮蓬頭的服務(wù)面積為1.0~1.5平方米。
4.采用噴水裝置時,每10平方米集水池面積上宜裝設(shè)4~6個向上噴出的噴嘴,噴嘴處的工作水頭一般采用7米。
采用射流曝氣裝置時,其構(gòu)造應(yīng)根據(jù)工作水的壓力、需氣量和出口壓力等通過計算確定。工作水可采用全部、部分原水或其他壓力水。
5. 采用壓縮空氣曝氣時,每立方米水的需氣量(以升計),一般為原水二價鐵含量(以毫克/升計)的2~5倍。
6.采用板條式曝氣塔時,板條層數(shù)可為4~6層,層間凈距為400~600毫米。
7. 采用接觸式曝氣塔時,填料層層數(shù)可為1~3層;填料采用30~50毫米粒徑的焦炭塊或礦渣,每層填料厚度為300~400毫米;層間凈距不宜小于600毫米。
8. 淋水裝置、噴水裝置、板條式曝氣塔和接觸式曝氣塔的淋水密度,一般可采用5~10米3/時·米2。淋水裝置接觸水池容積,一般按30~40分鐘處理水量計算。接觸式曝氣塔底部集水池容積,一般按15~20分鐘處理水量計算。
9. 采用葉輪表面曝氣裝置時,曝氣池容積可按20~40分鐘處理水量計算;葉輪直徑與池長邊或直徑之比可為1:6~1:8,葉輪外緣線速度可為4~6米/秒。
10. 當(dāng)?shù)?、淋水、噴水、板條式曝氣塔、接觸式曝氣塔或葉輪表面曝氣裝置設(shè)在室內(nèi)時,應(yīng)考慮通風(fēng)設(shè)施。
(Ⅲ)除鐵濾池
1除鐵濾池的濾料一般宜采用天然錳砂或石英砂等。
2. 除鐵濾池濾料的粒徑:石英砂一般為d小=0.5毫米,d大=1.2毫米;錳砂一般為d小=0.6毫米,d大=1.2~2.0毫米。厚度為800~1200毫米,濾速為6~10米/時。
3. 除鐵濾池宜采用大阻力配水系統(tǒng),其承托層組成可按表7.5.14選用。當(dāng)采用錳砂濾料時,承托層的頂面兩層需改為錳礦石。
4. 除鐵濾池的沖洗強度和沖洗時間可按表7.6.19采用。
(Ⅳ)除錳濾池
5. 除錳濾池的濾料可采用天然錳砂或石英砂等。
6. 兩級過濾除錳濾池的設(shè)計宜遵守下列規(guī)定:
一、濾料粒徑和濾層厚度同除鐵濾池的規(guī)定;
二、濾速5~8米/時;
三、沖洗強度:錳砂濾料時:16~20升/秒·米2;
石英砂濾料時:12~14升/秒·米2;
四、膨脹率:錳砂濾料:15~25%;
石英砂濾料:27.5~35%;
五、沖洗時間:5~15分鐘。
7.單級過濾除錳濾池,可參照兩級過濾除錳濾池的有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計。但濾速宜采用低值,濾料層厚度可采用高值。地下水鐵錳含量一般超過市政自來水標(biāo)準(zhǔn),就目前較為成熟的去除工藝可采用曝氣氧化+過濾去除,水中含有過量的鐵將給生活飲用及工業(yè)用水帶來大的危害。
天然地下水中,鐵質(zhì)主要為溶解性二價鐵離子。當(dāng)?shù)叵滤峒车孛媾c空氣接觸后,含鐵地下水不再清澈透明而變成“黃湯”。這是由于地下水中的二價鐵離子被空氣中的氧氣氧化,生成橙黃色的氫氧化鐵Fe(OH)沉淀物,4Fe+02+l0H20=4Fe(OH)3+4H2。
當(dāng)水中堿度大于2.0mg/L;鐵小于2.0mg/L;錳小于1.5mg/L時可采用簡單曝氣一級過濾法處理,達到除鐵除錳;當(dāng)水中鐵含量大于5mg/L;錳大于1.5mg/L時一般采用二級過濾工藝,一級過濾先除鐵,二級過濾再除錳;原因是當(dāng)鐵和錳同時存在于水中時,鐵能干擾錳的去除。