地下水除铁除锰

一.含铁锰地下水的形成

铁在地球表面分布很广，地壳中的铁质多半分散在各种晶质岩和沉积岩中，它们都是难溶

性的化合物。这些铁质大量的进入水中，一般通过以下几种途径：

1.含碳酸的地下水，对岩层中二价铁的氧化物起溶解作用。

在水的循环中，部分雨水由地表渗入地下的过程中，一般都要经过富含有机物的表土层。土壤

中的有机物在微生物的作用下，被分解而产生出大量二氧化碳，这些二氧化碳溶于水中便使地

下水含有大量的碳酸。含有碳酸的地下水经过地层的渗透和过滤，能逐渐溶解岩层中二价铁的

氧化物，而生成可溶于水的重碳酸亚铁：

FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2

当岩层中有碳酸亚铁存在时，碳酸亚铁在碳酸作用下也能生成溶解于重碳酸亚铁。

FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2

2.三价铁的氧化物在还原条件下被还原而溶解于水。在含有机质的地层中，常由于微生物

的强烈作用而处在还原条件下时，水中的溶解氧被消耗殆尽，而由于有机物

的分解作用，产生出相当数量的硫化氢和二氧化碳。在这种条件下，地层中的三价铁首先被硫

化氢还原生成FeS沉淀。

Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S

生成的硫化铁在碳酸作用下又生成溶解于水中的Fe(HCO3)2。

FeS+2CO2+ 2H2O= Fe(HCO3)2+H2S

3.有机物质对铁质的溶解作用。有些有机酸能将岩层中的三价铁还原成为二价铁而使之溶

解于水中，还有一些有机物能和铁质生成复杂的有机铁而溶于水中。综上所述，一般地下水中

主要含有二价铁的重碳酸盐，此外，还可能含有可溶性的有机铁盐。

许多资料中介绍，铁和锰同时存在于天然水中，含铁地下水因地区不同，或多或少含有一定量

的锰，只有量的多少不同，在此对地下水的锰的形成就不再详述了。

二.铁、锰对日常生活及生产的危害

饮用含铁地下水对人体健康，目前认为尚无影响，但也不能超过一定含量，而长期饮用含锰量

较高的水，据医学上讲，可给一些人生理上造成一定的影响；含铁、锰的水可使白色织物变

黄，给水管道堵塞，给人们日常生活带来许多不便。生产中，铁锰可使锅炉结垢，使离子交换

树脂中毒失败；在纺织品上产生锈斑；使酿造的饮料变色变味等，尤其是锰可使水产生更大的

色变，铁和锰有如此危害，因此国家规定生活用水中含铁不超过0.3mg/l,锰不超过0.1mg/l。

三.水中铁、锰的去除

含铁、锰地下水在地层中经过长期渗透过滤，几乎不含悬浮物，也不含溶解氧，一般水质清澈

透明。当含铁地下水被泵抽升至地面后，空气中的氧便迅速溶解于水中，水中的二价重碳酸亚

铁便被氧化成的三价铁，三价铁和水中的氢氧根结合生成不溶于水的氢氧化铁沉淀由水中析

出，其反应式如下：

4Fe(HCO3)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 ↓+8CO2

依据以上原理，在地下水除铁中，一般工艺选用二步法。第一步向含铁水中溶氧，将二价

铁氧化成几乎不溶于水的三价铁，第二步是过滤除去三价铁的沉淀物，使水得到净化。

在东北地区除铁工艺设计中，分为地上溶氧滤池过滤法和地下溶氧地层过滤法。所谓地上溶解

氧是将水抽至地面后，人为的将空气和水接触，使空气中的氧溶解于水中，再经过滤除铁。如

齐齐哈尔、海拉尔，佳木斯分局水电段均采用此方法。所谓地下溶解氧地层过滤法，是将溶有

大量氧气的水注入回灌井内，溶于水中的氧与水中的二价铁生成三价铁。然后，经天然地下岩

层过滤后，再从水源井将水抽至地面，送至各用户。

四.地下水除铁除锰工艺流程

地上式溶解氧法除铁除锰工艺流程，有几种形式。选用什么样的流程主要取决于原水的化

学成分，如水的碱性；铁和锰的含量。在北方寒冷地区，当水中碱度大于2.0mg/l；铁小于

2.0mg/l；锰小于1.5mg/l时可采用简单爆气一级过滤法处理，达到除铁除锰的目的。当水中铁的

含量大于5mg/l；锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺，一级过滤先除铁，二级过滤再除锰

原因是当铁和锰同时存在于水中时，铁能干扰锰的去除，特别是铁和锰的含量较高时，除锰就

更困难。