地下水超标常见现象，和处理设备详细介绍

地下水概述

地下水，是指贮存于包气带以下地层空隙（包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水）。地下水由于流经地域不同，往往会存在某些物质过高的现象。

地下水污染来源

• 生活污水和生活垃圾：会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量升高，有时也会造成病原体污染。

• 工业废水和工业废物：可使地下水中有机和无机化合物的浓度增加。

• 农业污染：施用的化肥和粪肥会造成大范围的地下水硝酸盐含量增高。农药对地下水的污染较轻，且主要集中于浅层。农业耕作活动可促进土壤有机物的氧化，如有机氮氧化为无机氮（主要是硝态氮），随渗水进入地下水。

• 天然咸水：可使地下天然淡水受咸水污染等。

含铁超标地下水特征

1. 井水变黄：清澈的井水在池中静置几小时至1天后变成浅黄色。

2. 井水有黄色沉淀：几天后池底沉淀出黄色铁泥，池壁被染成黄色。

3. 烧开后水变成微黄色，含铁越高黄色越深。

4. 井水有油膜：水面漂浮油膜。

5. 井水有腥味：刚抽出的井水有明显铁腥味。

6. 锰的染色能力较弱，在铁同时超标时看不出锰的染色效果。

7. 单独锰超标时会将池壁和用水处的地面染成黑色，并出现脱层现象。

8. 洗衣物会使衣物颜色变暗。

含锰超标地下水特征

1. 锰的染色能力较弱，在铁同时超标时看不出锰的染色效果。

2. 单独锰超标时会将池壁和用水处的地面染成黑色，并出现脱层现象。

3. 洗衣物会使衣物颜色变暗。

硬度过高地下水特征

1. 烧开后，壶底有白色块状物。

2. 堵塞水管，水流不畅。

3. 清洗家具时，会有白色痕迹残留。

针对以上地下水超标现象，可以使用水处理设备（地下水除铁锰装置）。经过处理的地下水，铁、锰及硬度含量均能达到正常指标。

问题一：为什么地下水溶解性总固体超标？

地下水，是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。在国家标准《水文地质术语》（GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。

溶解性总固体：曾称总矿化度，指水中溶解组分的总量，包括溶解于水中的各种离子、分子、化合物的总量，但不包括悬浮物和溶解气体。

矿化度以克/升表示。一般测定矿化度是将一升水加热到105～110℃，使水全部蒸发，剩下的残渣质量即是水的矿化度。也可以将分析所得水中各种离子的含量相加，再减去HCO₃⁻含量的二分之一求得。

地下水按矿化度（M）的大小，一般分为：

• 淡水：M < 1克/升

• 微咸水：M = 1～3克/升

• 咸水：M = 3～50克/升

• 盐水：M > 50克/升

地下水中所含主要盐分的类型常随矿化度的增减而变化。

地下水溶解性总固体超标，表示该地下水中溶解性总固体含量比较高，超过了要求的指标（例如微咸水，M = 1～3克/升）。

问题二：硬度高的水有什么危害？

1. 长期饮用高硬度的水，会引起心血管、神经、泌尿、造血等系统的病变。

2. 烧开的水口感差，且常常造成壶底结垢，严重影响饭菜的味道和质量。

3. 沐浴时，头发、皮肤常有干涩、发紧的感觉，伤害皮肤，加速衰老。

4. 洗涤衣物时，浪费洗涤剂，且衣物不易洗净，洗后的衣物发脆发硬，并残存有洗涤剂的味道。

5. 餐具、洁具上常常会出现水渍、斑点，需要经常清洗，水池甚至墙壁上会出现水垢等。

6. 热水器随着使用时间的增加而热效率降低，这是因为积存的水垢增加，不仅浪费能源，还形成不**隐患。

问题三：地下水是不是硬度高？

是的。因为地下水常年在地下，溶解了很多矿物质，所以硬度都比较高。

问题四：地下水硬度过高（总硬度在10000左右），该怎样软化？

可以尝试使用钙镁离子去除剂，例如去除钙镁用阴离子聚丙烯酰胺（PAM）。

目前，比较成熟的分离去除硫酸根的技术方法主要有：

• 氯化钡法

• 氯化钙法

• 冷冻法

• 碳酸钡法

• 离子交换法

• 膜分离法

除铁锰过滤器（又称锰砂过滤器）

除铁锰过滤器是地下水处理常见的设备。铁和锰在地下水中几乎同时存在，特别是在我国北方地区以及富含铁矿和锰矿的地区。作为各种化工用水（如造纸、纺织、印染、皮革精致等生产用水），铁锰会严重影响产品质量。水中含铁量较高时，水有铁腥味，影响口感。

我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定：

• 铁含量 ≤ 0.3 mg/L

• 锰含量 ≤ 0.1 mg/L

超过标准的原水须经除铁除锰处理。长时间饮用含铁、含锰量过高的水还会严重影响身体健康。

一、铁锰去除方法

铁、锰含量过高的水，一般利用氧化作用将溶解状态的二价铁或二价锰分别氧化成不溶解的三价铁或四价锰的化合物，再利用锰砂过滤器的吸附过滤作用将铁锰除去。氧化过程发生的化学反应如下：

4Fe²⁺ + O₂ + 10H₂O → 4Fe(OH)₃ + 8H⁺
2Mn²⁺ + O₂ + 2H₂O → 2MnO₂ + 4H⁺

二、除铁锰氧化方法

1. 射流器曝气：一般用在流量较小、铁锰含量不高的项目中，优点是造价较低。

2. 尼可尼泵：原理与射流器类似，主要通过尼可尼泵大循环吸入空气氧化。

3. 塔式曝气：一般用在大流量、铁锰含量高的项目中，风机提供的氧气在塔内与水充分接触，塔内填充多面空心球，增大了水的比表面积。

4. 鼓风式曝气：一般用在大流量（如自来水）且铁锰含量高的情况下，造价高，运行成本也高。

三、除铁锰过滤器结构

一般由碳钢或不锈钢304制作，内涂环氧树脂或内衬天然橡胶**。布水系统有吊篮布水、穹形板布水、不锈钢管式布水、平板布水等。布水水帽有ABS蘑菇型和绕丝柱形布水。管式布水和穹形板布水下设有垫层，由大颗粒鹅卵石或大颗粒石英砂组成，空隙大、阻力小，便于收集水和反洗。

适用范围：主要用于食品、饮料、造纸、酿造业中含铁超标水的处理，地下水、井水作为饮用水的除铁处理，以及地热工程及游泳池循环水的处理。

产品特点：出水水质稳定，除铁、锰效率高，运行维护费用低。与自然氧化除铁法相比，无庞大的反应沉淀构筑物，占地面积小。

除铁锰过滤器技术参数

1. 进水水质

• 含铁量：≤20 mg/L

• 含锰量：≤3 mg/L

• 进水浊度：<15 mg/L

• 碱度：≤2 mg/L

• pH值：>5.5

• 水温：6～10℃

• 工作压力：<0.4 MPa

2. 运行参数

• 过滤速度：7～15 m/h

• 滤料层高度：800-1200 mm

• 压缩空气压力：1-2 kg/cm²

• 反洗压缩空气量：18-25 L/m²·s

• 反冲洗时间：5～10分钟

• 反洗强度：

• 单层：15 L/m²·s

• 双层：12 L/m²·s

工作原理

除铁锰过滤器利用氧化法将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸附过滤去除，达到降低水中铁、锰含量的目的。

除铁锰过滤器采用井泵余压射流抽气、管式混合溶氧、盘式散水脱气、滤床接触氧化过滤等工艺，将传统设备的体外曝气氧化移入设备内部，仅靠井泵余压就能使设备工作，具有能耗低、工艺简洁、性能稳定、综合投资省等显著优点。

1. 曝气法：一方面是增加水中的溶解氧；二是驱除CO₂，以提高水的pH值，使二价铁氧化成三价铁沉淀，再经过滤。

2. 过滤：一方面是除去三价铁形成的絮凝体；二是将大部分尚未氧化的二价铁通过催化氧化作用和羟基氧化的离子交换作用去除，以达到除铁的目的。过滤后的铁泥可以回收利用。

滤料说明：

• 石英砂滤料：适用于含铁量在4 mg/L以下、pH值在6.8以上的原水。

• 天然锰砂滤料：适用于含铁量在20 mg/L以下、pH值在6以上的原水。

锰的去除原理与二价铁的去除方法相同。

四、除铁锰过滤器选用说明

1. 设备选型

• 根据水质的不同可选择一级或二级处理系统，根据水量选择单台或多台并联系统。

2. 除铁锰的工艺流程应根据下列条件确定：

• a. 当原水含铁量 ≤ 10 mg/L、含锰量 ≤ 0.5 mg/L 时，采用单级处理系统；当含铁量 < 20 mg/L 或含锰量 > 1 mg/L 时，采用二级除铁锰处理系统。

• b. 当原水含铁量 ≤ 2.0 mg/L、含锰量 ≤ 1.5 mg/L 时，可采用：原水曝气 → 单级过滤除铁除锰。

• c. 当原水含铁量或含锰量超过上述数值时，应通过试验确定；可采用：原水曝气 → 氧化 → 一次过滤除铁 → 二次过滤除锰。

• d. 当除铁受硅酸盐影响时，应通过试验确定。必要时可采用：原水曝气 → 一次过滤除铁（接触氧化）→ 曝气 → 二次过滤除锰。

3. 除锰滤池滤前水的pH值宜达到7.5以上，二次过滤除锰滤池的滤前水含铁量宜控制在0.5 mg/L以下

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