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1、地下水中鐵、錳的危害
我國有豐富的地下水資源，其中有不少地下水源含有過量的鐵和錳，稱為含鐵含錳地下水。
清澈的天然地下水中，鐵質(zhì)主要為溶解性二價鐵離子。當?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”。這主要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 2+ +02+10H20=4Fe(OH)3+8H+
水中含有過量的鐵和錳將給生活飲用及工業(yè)用水帶來很大危害。國家規(guī)定生活飲用水中鐵離子含量應(yīng)≤0、3毫克/升，錳離子含量應(yīng)≤0、l毫克/升。鐵和錳都是人體需要的元素，只要水中含量不超標，不致于影響人的健康。但水中鐵含量1>0．3毫克/升時水變濁，超過l毫克/升時，水具有鐵腥味；當鍋爐、壓力容器等設(shè)備以含鐵量較高的水質(zhì)作為介質(zhì)時，常造成軟化設(shè)備中離子交換設(shè)備污染中毒，承壓設(shè)備結(jié)褐色堅硬的鐵垢，致使其發(fā)生變形、爆管事故，因此對含鐵水質(zhì)除鐵、除錳十分重要。
用錳砂降低水中鐵、錳離子的含量，是通過兩個重要環(huán)節(jié)實現(xiàn)的。一個是地下水曝氣，另一個是含鐵含錳水經(jīng)過錳砂濾層。兩個過程缺一不可。曝氣，就是將地下水提汲地面與空氣充分接觸，使氧氣迅速溶解于水中，這又叫充氧過程。曝氣還包含另一方面的目的，就是除去水中二氧化碳，以提高水的PH值。提高水的PH值則是根據(jù)水質(zhì)條件或工藝需要而確定的。曝氣量在工藝設(shè)計中是要經(jīng)過計算的。理論上氧化l毫克/升二價鐵離子為三價鐵離子的水中溶解氧應(yīng)為0.143毫克/升。通常l升空氣在20’E時的重量為1．205克，氧氣在空氣中所占比例約為l/5，依此可推出氧化l毫克/升二價鐵離子需要在每立方米水中注入空氣0、5升左右。不管采用何種曝氣方式和設(shè)備．一般水中實際的充氣量***低也要比理論值大出兩倍以上，才能確保溶進充足的氧氣。
錳砂濾料是由天然錳礦開采并經(jīng)破碎、篩分而成的。它的主要成分是二氧化錳。有的人認為含鐵水從濾層流過，錳砂只起到了過濾Fe(OH)3等沉淀物的作用，這種觀點欠妥。含鐵水流經(jīng)不同級配的錳砂濾料層時，錳砂對除去水中鐵、錳離子的作用有兩個方面：
1．催化一氧化作用。在含鐵水的PH>6．0時，錳砂中所含的二氧化錳是良好催化劑。
2．吸附、分離和過濾作用。
Fe(0H)3是膠體物質(zhì)，Mn(0H)2是沉淀物，當含鐵、錳的水流經(jīng)錳砂濾層時，吸附在錳砂顆粒間隙和濾層中，達到分離和過濾鐵、錳不溶物的目的。上述兩個作用，在水流經(jīng)錳砂濾層時是同時完成的。
