地下水作為人類生存空間的重要組成部分，為人類提供了優(yōu)質的淡水資源。但是，隨著我國環(huán)境污染的日趨嚴重，人類活動導致地下水污染已從點狀擴展到面狀污染。除地下水自身受污染外，又成為土地污染的重要媒介。

我國的淡水資源嚴重不足，人均占有量只及世界人均量的四分之一，目前，國內七大地表水系均遭到不同程度的污染，地下水污染也面臨十分嚴峻的局面，這對我國本不充裕的水資源來說無疑更讓人憂慮。隨著人口密度加大和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出，地下水降落漏斗逐步擴大，地表水體的嚴重污染也使地下水逐步遭到污染，而淺層地下水的無法使用迫使許多地區(qū)大量開發(fā)深層地下水，又帶來了地面沉降，海水入侵等緩變地質災害。

地下水主要超標元素有礦化度、鐵和錳、氟化物、總硬度、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、氯化物、PH值等。

東北地區(qū)主要城市地下水污染元素主要為總硬度、鐵和錳、礦化度、硝酸鹽、以及亞硝酸鹽,其次為硫酸鹽和氯化物。

華北地區(qū)主要城市和地區(qū)地下水污染元素主要為總硬度和礦化度，其次為硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物和氟化物。

西北地區(qū)主要城市地下水污染超標組份主要有礦化度、總硬度、硝酸鹽和硫酸鹽，其次為氯化物、氟化物、亞硝酸鹽和氨氮。

東南地區(qū)主要城市地下水污染超標組分主要有亞硝酸鹽、氨氮、鐵和錳，總硬度和硝酸鹽。另外，部分城市地下水呈酸性，PH值超標嚴重。

中南地區(qū)主要城市和地區(qū)地下水污染超標組分主要有亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮、鐵和錳，其次為總硬度、氟化物和PH值。鐵和錳主要為原生環(huán)境引起的污染，污染普遍。

西南地區(qū)主要城市和地區(qū)地下水污染元素主要有總硬度、礦化度、亞硝酸鹽、氨氮、鐵和錳，其次為氟化物、硫酸物、有機酚、耗氧量和PH值。污染元素主要呈點狀分布，超標率低。

從污染程度上看，北方城市污染普遍較南方城市重，污染元素多且超標率高，特別是華北地區(qū)，污染為突出。

 

針對于地下水常見的鐵錳、懸浮物、色度、氟超標等問題的處理，簡單較少如下。

 

我 國具有豐富的地下水資源，但是在不少地區(qū)的地下水中含有過量的鐵錳等礦物質，不符合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的要求。地下水中的鐵質常以二價鐵的形式存在。

在水中的溶解度較大，所以剛抽上來的含鐵水仍然清澈透明，但一和空氣接觸，水中的二價鐵便被空氣中的氧氣氧化，生成難溶于水的三價鐵：

氧化生成的三價鐵離子因在水中的溶解度極小、故以Fe(OH)₃形式由水中沉淀析出。當水中含鐵濃度大于0.3毫克/升時，水便變渾，超過1毫克/升時水具有鐵腥味。特別是水中含有過量的鐵質，在洗滌衣服時能生成鐵銹色斑點，在光潔的衛(wèi)生用具上，以至與水接觸的墻壁和地板上，都能著上黃褐色斑，人長期吃喝含鐵錳過高的水會影響人的飲食，引起消化系統(tǒng)疾病。在工業(yè)和采暖鍋爐用的地下水中常含有過量鐵質，由于鐵錳的存在，能使軟化用的離子交換樹脂污染造成鐵中毒；使交換劑交換容量減少，鹽耗增大，軟化效率降低。所以在以含鐵錳地下水為水源的條件下，鍋爐軟化水，必須對原水進行除鐵預處理，才是確保鍋爐安全經(jīng)濟無垢運行和人民健康生活的措施之一。在蒸汽鍋爐補水用海綿鐵除氧器除氧時，水中尚有含鐵量≤0.2-0.5mg/L，也需用壓力除鐵器除去水中鐵質。此時可取消曝氣塔等設備。

 

1、工作原理

地下水除鐵、除錳的基本原理是利用氧化劑將水中的低價鐵離子和低價錳離子氧化成高價鐵離子和錳離子，再經(jīng)吸附過濾器去除。TLCT除鐵除錳器，采用的是曝氣除鐵除錳工藝。利用空壓機或曝氣塔進行充氧曝氣，使水中的二價鐵氧化成三價鐵，再經(jīng)壓力濾罐內的濾料（石英砂、錳砂或陶粒）吸附過濾去除。一般曝氣氧化法是不加催化劑的，故由Fe²⁺向F e³⁺的氧化速度比較緩慢，但當經(jīng)曝氣后的地下水經(jīng)過濾層過濾時，水中二價鐵被濾料吸附，逐漸生成具有催化作用的鐵質或錳質活性“濾膜”（其中生長有含鐵嘉氏鐵桿菌，單細胞鐵細菌，銹色披毛菌等鐵（錳）細菌），在這種“濾膜”的催化作用下，鐵和錳的氧化速度會大大加快，進而被濾料除去。

2、工藝流程

（1）工藝設計

根據(jù)原始資料和用戶要求，可分為以下幾類工藝流程，供參考，具體處理工藝流程需經(jīng)我公司工程技術人員確定。

a：  當原水中含鐵濃度≥10mg/L時，宜采用單級氧化過濾除鐵方式，可達到出水含鐵量<0.03mg/L要求。

工藝流程為：

 

 

b：  當原水中含錳濃度≥1.5mg/L時，宜采用單級氧化過濾除錳方式，可達到出水含錳量<0.1mg/L要求。

工藝流程為：

 

 

 

c：  當原水中含鐵濃度≥2mg/L時，含錳濃度≥1mg/L時，宜采用單級氧化過濾除鐵除錳方式，可達到出水含鐵量<0.3mg/L、含錳量<0.1mg/L要求。

 

d：  當原水中含鐵濃度>2mg/L，含錳濃度>1mg/L，或者含鐵濃度>10mg/L，或含錳濃度>1.5mg/L時，均需采用雙級接觸氧化過濾的方式，方可達到出水含鐵量<0.3mg/L，含錳量<0.1mg/L要求。

工藝流程為：

 

 

（2）工藝設計內容

a：  除鐵、錳系統(tǒng)和流程選擇；

b：  除鐵、錳設備處理水量計算；

c：  各種除鐵、錳設備數(shù)量，工藝參數(shù)的選擇和處理設備尺寸的設計及計算；

d：  除鐵、錳設備的平面布置和空間布置；

e：  除鐵、錳設備的構件及連接管道等的設計和計算；

f：  工藝設計圖。

 

 

 

我國地下水含氟地區(qū)的分布范圍很廣，遍及27個省市和自治區(qū)，其中華北和西北地區(qū)較多。因長期飲用含氟量高的水可引起慢性中毒，特別是對牙齒和骨骼產(chǎn)生嚴重損害，輕者患氟斑牙，表現(xiàn)為牙釉質損壞，牙齒過早脫落等，重者則骨關節(jié)疼痛，甚至骨骼變形，出現(xiàn)彎腰駝背等，完全喪失了勞動能力，所以高氟水的危害是嚴重的。我國飲用水標準中規(guī)定氟的含量不得超過1mg/L。

 

本系列設備采用活性氧化鋁或活化沸石吸附過濾法進行設計。活性氧化鋁是白色顆粒狀多孔吸附劑，有較大的表面積。但由于活性氧化鋁是兩性物質，等電點約在9.5，當水的PH值小于9.5時可吸附陰離子，大于9.5時或去除陽離子，因此，在酸性溶液中活性氧化鋁為陰離子交換劑，對氟有較大的選擇性。在實際中采用加酸液調節(jié)進水PH值。除氟時的反應為：

 

 

氟離子被吸附在濾料表面，生成難溶氟化物，運行一段時間后，活性氧化鋁失去除氟能力，用0.75%的NaOH溶液再生，反應為：

 

 

再生后，又可正常運行。

 

1、  除氟過程

  

2、  再生過程

 

 

1、  濾料選擇：

選用活性氧化鋁的粒徑為0.5~2mm，不均心系數(shù)K₈₀≤2。

2、  運行方式的選擇

除氟設備的運行方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。其中，串聯(lián)方式運行可將濾料的吸附容量得以大限度的利用，處理效果好，但管路復雜，閥門多，并聯(lián)運行其管路簡單，閥門較少，操作簡便，處理水量大，但濾料總吸附容量不如串聯(lián)經(jīng)濟。

3、  參數(shù)選擇：

進水濁度要求小于5度

設計濾速7~10m/h

接觸時間不少于10min

設計吸附容量3~4g  F^-/KgAl₂O₃

再生液為0.75%NaOH溶液

再生流速3~5m³/h

再生時間不少于1h

4、  罐體材料：

采用玻璃鋼或低碳鋼罐體。

5、  控制加藥方式：可為半自動式或全自動監(jiān)測控制方式。