金沙江原水除铁\除锰生产性试验研究

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摘要：低价铁、锰离子一般存在于地下水源中，而地表水中由于含氧较多，铁、锰浓度一般都不高。但是最近几年来随着经济的快速发展，一些工厂企业生产废水经常不合理排放，导致含铁、含锰有害废水大量流入地表水中，另外，全球气候恶化，洪涝灾害频繁发生，自然界中一些含铁含锰天然土壤被长期冲刷流入河流，导致地表水中铁、锰含量不断升高，铁、锰污染现象日益加剧，地表水铁、锰的去除研究成为给水处理中一个新的课题。本文对溪洛渡水电站生活供水工程除铁、除锰工艺进行生产性试验研究，以期通过实践应用进一步确定加氯预氧化除铁，加高锰酸钾预氧化除锰工艺的稳定性、有效性以及控制管理措施。

关键词：地下水、铁锰去除、生产试验

中图分类号： A715 文献标识码： A

溪洛渡水电站是金沙江干流梯级开发的倒数第二个梯级电站，电站装机总容量12600MW。

电站施工期供水系统位于金沙江右岸， 供水系统工程由取水构筑物、净水厂、加压泵站、输水管道及调节水池等组成。

针对金沙江流域原水中铁、锰含量相对于生活饮用水标准超标严重的水质特点，在深入研究地下水、地表水，除铁、除锰技术的基础上，借鉴联合投加高锰酸钾和氯气去除水中铁、锰在保定市中法供水有限公司水厂中成功运用的实例，提出一套金沙江流域原水作为生活用水的水处理工艺。。其中，除铁工艺采用加氯氧化+跌水曝气+石英砂过滤的流程，除锰工艺采用KMnO4氧化+石英砂过滤的流程。

本课题中成功的除铁、除锰生产实践经验，对地表水除铁、除锰技术的应用和发展起到了很好的促进作用。

1、净水厂设计

净水厂净水构筑物包括：沉砂池、絮凝池、斜管沉淀池、匀质滤料滤池、清水池。

（1）沉砂池

由于原水含砂量高，需在混凝沉淀之前进行沉砂处理，去除0.05~0.1mm以上粒径的泥沙，以保护下游工艺。本工程沉砂池采用平流式。沉砂池的进水槽处设置前加氯点，消除有机物、氧化不受束缚的溶解铁并且使絮凝更加容易。为保证两种氧化剂的投加时间间隔，在出水槽处设高锰酸钾投加口。

（2）折板絮凝池

絮凝池是对水流加以外力，使具有絮凝性能的絮凝粒相互碰撞，而形成更大的絮粒，以适应沉降的要求。

按两个絮凝池设计。每个絮凝池分为3个絮凝区， 平均速度梯度G=46 s-1，GT=3.6×104。

（3）斜管沉淀池

折板絮凝池与斜管沉淀池合建，絮凝池出水即进入沉淀池。

（4）均质滤料滤池

经比较，从出水水质、节省冲洗水及运行自动化因素考虑，推荐采用V型滤池。

滤池分为2座，设计滤速为8.0m/h，一个滤池反冲洗时强制滤速为16.0m/h。滤池采用气水反冲洗。

（5） 清水池

设两个，总容积2000 m3。

2、试验结果及分析

2.1试验结果

溪洛渡水电站生活水厂运行期间时间对各工况，各单元水质情况进行了详细检测。

表1溪洛渡水电站生活水厂监测站出水水质监测结果表（2007年） 单位：mg/L

同期原水中铁含量分别为2.36mg/L、3.27mg/L，锰含量分别为0.81mg/L、0.95mg/L，从监测站检测结果看，出水水质优异，铁、锰去除效果良好。

2.2数据分析

（1） 各单元去除效果分析

溪洛渡水电站生活水厂各单元去除铁锰效果见下表。

表2生活水厂各单元出水铁锰含量检测值

上述各单元铁、锰含量为平流沉砂池及跌水曝气池前加少量氯和高锰酸钾等强氧化剂情况下检测值。

（2） 不同原水去除效果分析

为证明不同原水铁、锰的去除效果，选取丰、平、枯三个时期滤池出水检测结果进行分析，检测结果见下表。

表3不同原水铁锰含量检测值

丰水期水流浑浊，悬移质含量较高，相应地，铁、锰含量也高，反之，铁、锰含量较低。

（3） 氯及高锰酸钾联合投加效果分析

选取2005年7月24~25日四个时段进行对比分析，检测结果见表下表。

表4投加氯及高锰酸钾后铁锰检测值

从上表可以看出，联合投加够量氯及高锰酸钾后，铁、锰去除效率进一步提高，特别是絮凝沉淀池出水更加明显，但是，随着投加量的增加，铁、锰去除效率并不显著提高。

（4） 不同滤料对去除效果的影响分析

在试运行期间，对A滤池采用石英砂作滤料，对B滤池采用锰砂作滤料，对两个池子出水水质进行检测对比，结果见下表。

表5两种滤料滤后水铁锰检测值

石英砂滤料与锰砂滤料出水水质铁、锰含量均能够达标；选用优质锰砂作滤料，滤池对铁、锰去除效果较石英砂滤料好。

2、结论

（1）金沙江流域原水中铁、锰虽然含量较高，但其主要存在于固相中，同时金沙江水质偏碱性，这些因素均有利于原水中铁、锰的去除。

（2）沉砂池沉淀时间为15min左右，预氧化剂氯气投加点选择在沉砂池进水槽处，高锰酸钾投加点选择在沉砂池出水槽处，充分考虑到了两种预氧化剂的作用时间，结果表明设计是合理的。

（3）针对原水水质在实际生产中选择石英砂滤料，在技术上出水水质铁锰含量达标，经济上也达到最优化。

（4）在溪洛渡水电站生活水厂实践证明，采用加氯、高锰酸钾预氧化+曝气沉砂+絮凝沉淀+石英砂V型滤池过滤的工艺，对原水中铁、锰去除效果很好。特别是在常规水处理工艺中增设预加氯及高锰酸钾单元，在铁、锰含量较高或难以在常规情况下去除时，该单元能够很好地发挥其高效去除铁、锰的作用。