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在鐵錳超標(biāo)水處理中的運(yùn)用，是依靠天然錳砂除鐵原理的應(yīng)用 ：鐵的常見(jiàn)化合價(jià)有十2價(jià)和十3價(jià)，地下水的氧化還原電位比較低，PH值在6.0～7.5之間，這種情況下鐵一般是以Fe2+的形式存在地下水中。鐵的氧化還原電位比氧低，易于被空氣中的氧所氧化，pH值對(duì)Fe2+的氧化速率有較大影響，在 pH>5.5的情況下，地下水的pH值每升高1.0，二價(jià)鐵的氧化速度就增大100倍。建國(guó)初期，國(guó)內(nèi)地下水除鐵大多采用的自然氧化除鐵工藝。其基本原理是曝氣充氧后將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，經(jīng)反應(yīng)沉淀之后，過(guò)濾將其去除。提高地下水的pH值能夠大大加快Fe2+氧化為Fe3+的速度。因此，空氣自然氧化工藝通常采用較大曝氣強(qiáng)度，在充氧的同時(shí)散除地下水中的游離CO2以提高pH值，曝氣后的pH值一般在7.0以上。盡管如此，空氣自然氧化除鐵工藝所需的停留時(shí)間仍較長(zhǎng)，約2-3h，且由于三價(jià)鐵絮凝體較小。容易穿透濾層，影響水質(zhì)。另一方面，水中溶解性硅酸與三價(jià)鐵氫氧化物形成硅鐵絡(luò)合物： Fe3++Si0(OH)3-1=FeOSi(OH)32+使Fe(OH)3膠體凝聚困難，影響氫氧化鐵的絮凝，難以從水中分離。在地下水堿度較低時(shí)，溶解性硅酸對(duì)除鐵效果影響尤為顯著。
鐵和錳在地下(井)水中幾乎同時(shí)曾在，水中含鐵量較高時(shí)，水有鐵腥味，影響水的口感，作為造紙、紡織、印染、化工和皮革精致等生產(chǎn)用水，會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量，含鐵水可使生產(chǎn)用具發(fā)生銹斑，洗滌衣物會(huì)出現(xiàn)黃色或棕黃色斑漬，鐵質(zhì)沉淀物Fe2O3會(huì)滋長(zhǎng)鐵細(xì)菌，阻塞管道，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅水。而含錳量較高的水與含鐵量高的情況相類似，如使水有色、嗅、味，損害紡織、造紙、釀造、食品等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，家用器具會(huì)污染成棕色或黑色，洗滌衣物會(huì)有微黑色或淺灰色斑漬。
為此我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)規(guī)定，鐵含量≤0.3㎎/L，錳含量≤0.1㎎/L，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的原水須經(jīng)除鐵除錳處理。長(zhǎng)時(shí)間飲用含鐵含錳量過(guò)高的水還會(huì)嚴(yán)重影響身體健康，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕能力極強(qiáng)。用于地下水除鐵和除錳的天然錳砂濾料，其錳的形態(tài)應(yīng)以氧化錳為主。含錳量(以MnO2計(jì)，下同)不應(yīng)小于35%的天然錳砂濾料，既可用于地下水除鐵，又可用于地下水除錳;含錳量為20%～30%的清新牌天然錳砂濾料，只宜用于地下水除鐵;含錳量小于20%的錳礦砂則不宜采用。宜優(yōu)先采用經(jīng)過(guò)科學(xué)試驗(yàn)或生產(chǎn)使用證明能獲得良好除鐵和除錳效果的天然錳砂品種作濾料。天然錳砂除鐵是一種接觸催化除鐵工藝，適合于地下水含鐵量小于20mg/L的除鐵。
天然錳砂中含的高價(jià)錳能將水中的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，同時(shí)在表面形成有催化作用的“活性濾膜”，進(jìn)一步提高了除鐵效果。含鐵水經(jīng)曝氣后，只經(jīng)天然錳砂一次過(guò)濾，就能完成全部除鐵過(guò)程。應(yīng)用領(lǐng)域：礦泉水、純凈水、離子水生產(chǎn)線的預(yù)處理除鐵錳沉淀，以及地?zé)峁こ毯陀境毓こ痰那捌谒幚沓F除錳等。
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