地下水除铁水厂设计运行体会_李云霞

中国新技术新产品2011NO.23ChinaNewTechnologiesandProducts工程技术中国新技术新产品地下水除铁水厂设计运行体会李云霞（肇源县自来水公司，黑龙江肇源166500）我国有丰富的地下水资源,许多城镇和工矿企业都以地下水为水源,但不少地下水源常含有过量的铁,给生活饮用及工业用水带来很大危害,需经处理才能符合生活饮用及工业用水要求。天然地下水中的铁质主要为溶解性的二价铁,通常以重碳酸铁的形式存在。水中不含溶解氧是地下水中二价铁能稳定存在的必要条件,当与空气接触(曝气)时,亚铁在空气中氧化成为胶体氢氧化铁Fe(OH)3。但在一般的PH值条件下，这个氧化过程比较缓慢，并且还受到水中多种因素的干扰。1自然氧化法除铁自然氧化法除铁的基本原理是：曝气使水中铁质与空气接触，使空气中的氧溶解于水中并氧化水中二价铁成三价铁。同时散发水中二氧化碳，提高PH值，加速氧化过程，产生的絮状物去除的过程则在沉淀、过滤中完成。过滤除铁原理与常规水厂除浊度相似。自然氧化法的特点是重视PH值的提高和亚铁的充分氧化。我公司处理厂地下水含铁量并不高，总铁含量3.0-5.0mg/l，亚铁2.76-12mg/l。地下水的二价铁经氧化，水色成灰白性，滤后水呈乳白色，如亚铁按常规方法，充分曝气氧化，把PH值提高到7以上后过滤，出水水质反较差。出现高铁穿透，甚至导致水质不合格，生产中过滤后水多含高铁而不含亚铁，这种水质就是《室外给水设计规范》地下水除铁的第二类水质。采用自然氧化法除铁会因SiO2的存在而阻碍着除铁的进行，影响除铁效果。但对于含铁量高的地下水，自然氧化法除铁工艺仍具有重要价值。2曝气-接触氧化法除铁曝气-接触氧化法除铁基本过程是：含铁地下水经曝气溶氧后直接进入滤层过滤，在滤料表面逐渐附着一层铁质的化合物“活性滤膜”，这层铁质活性滤膜对亚铁离子的氧化具有强烈的催化功能。“活性滤膜”形成后，就具备了稳定的除铁能力，只要滤层厚度和滤料粒径匹配合适，便可以得到满意的过滤水质。曝气-接触氧化法除铁工艺对含铁地下水的水质，有较强的适应性。如对使用自然氧化法效果不理想的“第二类水质”，应用接触氧化法除铁却能取得满意的效果，不受硅酸盐的影响。曝气-接触氧化法除铁，具有流程简单，管理方便，水质好，投资省等优点，迅速得到了推广和应用，是我国地下水技术发展的一个新阶段。2.1曝气曝气的作用：一是充氧，二是散除水中的二氧化碳，提高PH值。在曝气过程中，氧气的溶解率和二氧化碳的散除率对该气体在水中的饱和浓度，实际浓度，曝气接触面积，曝气时间和温度、压力等因素有关。曝气是地下水除铁的必要条件，作为充氧要求，比较容易完成。采用简单的跌水曝气或喷淋便可以，但散除二氧化碳，相对就困难些。亚铁离子并不是首先氧化成三价铁絮状物后才能由接触氧化滤池分离的；而是在滤层中被氧化和分离。亚铁离子氧化，其控制因素是水的PH值，PH值高则氧化速度提高，同时水中的PH值也控制着碳酸平衡，当水中二氧化碳大量散除后，PH值即升高，对形成三价铁絮体有利。“接触氧化法”过滤除铁不需要三价铁絮状物，因而曝气不需要二氧化碳的散除，其主要目的是向水中溶氧。因此，采用简单的曝气型式也就满足“接触氧化过滤”除铁要求，反之充分的曝气并不有利。经曝气溶氧后的含铁地下水的亚铁离子占主要部分，则接触氧化滤层形成愈容易完善。因此，曝气后的水应立即以最简捷的途径（不使含铁地下水中的亚铁离子氧化）直接进入滤池。这样对接触氧化滤层的形成十分有利，控制进入滤池中的亚铁离子数量是控制接触氧化滤层形成速度的重要因素。溶氧后的含铁地下水PH值在进入滤池时应控制在不超过6.8为佳。曝气的型式：一般可采用跌水、淋水、喷水、射流曝气、压缩空气、板条式曝气架等，但不宜用叶轮式表面曝气装置。曝气的形式应结合滤池型式采用，构筑物以采用跌水曝气为好。跌水曝气：水自高处自由下落，能挟带一定量的空气进入下部受水池，空气以气泡形式与水接触，使水得以曝气。跌水曝气的溶氧效率，与跌水的单宽流量、跌水高度及跌水级数等因素有关，一般采用1-3级。每级跌落高度0.5-1m，单宽流量20-50m3/h·m2，曝气后水中溶解氧可达2-5mg/l。2.2除铁滤池接触氧化法除铁滤池可采用重力式的普通快滤池，一般以用敞开式的池为佳。在“接触氧化过滤”除铁的一个工作周期内，其过滤水质的变化与除浊过滤有着本质的差异。滤后水的水质随着过滤时间的增加而提高，在工作周期将结束时，其过滤水质亦不恶化。也就是“接触氧化过滤”除铁只存在着由于滤层堵塞而中止运行的压力周期，在滤池设计中应充分考虑这因素。在滤池反冲洗结束后的初期运行宜采用偏低的滤速，随着过滤时间的增加而逐渐提高滤速。2.2.1滤池滤料的选择①接触氧化法除铁，起作用的是在滤料表面上自然形成的“铁质活性滤膜”，任何滤料只