6. 特殊水质的净化技术 思考题：1、5、8 习题：2

本章知识要点 除铁除锰的原理和常用方法． 除氟除砷的原理和常用方法． 活性炭吸附的原理和基本理论． 微污染水处理的常用方法．

问题的提出 传统给水处理的作用是去除：浊度、色、嗅、细菌； 20年代水质标准出现了Fe、Mn两个项目； 60年代提出了对As、Cd、Pb、F、Hg、NO3-、Se、Ag的控制要求； 80年代水源有机污染严重，要求对特殊水质采用相应的净化方法。

基本方法: 强化常规处理:对无机类污染物 预处理或深度处理：对溶解性有机物。

6.1 活性炭吸附 6.1.1、活性炭吸附性能及制造 (1).吸附性能：多孔颗粒、孔隙率和比表面积大。 (2).制造原料： 任何含碳的物质（木材、果壳、锯末等）。

(3).制造过程： 1）炭化（热解）： 在隔绝空气条件下，对原料加热。温度：600度 炭化后比表面积可达到：200~400m2/g 作用： 使原料中的水气、CO2、CO、H2等气体挥发 使原料分成碎片，并重新集合成稳定的微晶结构

2）活化：在氧化剂的作用下，对碳化材料加热。 氧化剂的选择： 800~900度：蒸汽或CO2 低于600度：空气 比表面积达到：1000~1300m2/g 作用： 生成新的微孔或将原来的微孔打通； 扩大原有的细孔尺寸 将相临细孔合并成更大的孔

(4).分类： 按照粒径的大小： 粉炭：10~50μm 不易于再生，与混凝剂同时投加于水中，以污泥形式排除； 粒炭：0.4~1.0mm 易于再生，铺于快滤池砂层上，或在快滤池后单独建造活性炭滤池。

  6.1.2、吸附等温线 (1).吸附等温线试验： 吸附容量： 吸附等温线：

(2).常用的吸附等温式 Langmuir公式  Freunlich 公式

6.1.3活性炭在给水处理中的应用 投加活性炭除藻：一般投加粉末活性炭，投加位置在硫酸铝之前或之同时投加。 生物活性炭工艺处理微污染原水：BAC工艺

6.2 地下水除铁除锰技术 (1)、Fe、Mn的存在形式及危害 1).存在形式： Fe：2价、3价 Mn： 2价、3价、4价、6价、7价

2).危害： 有嗅、有味：铁腥味 降低产品质量： 有色：出现水斑、水锈 堵塞管道、滋长细菌 3).国家标准： Fe<0.3Mg/L，Mn <0.1Mg/L

(2)、去除方法及工艺 1).去除对象： Fe2+、 Mn2+ 2).基本原理：将溶解状态的Fe和Mn氧化成不溶解的Fe3+或Mn4+化合物，再经过过滤去除。

反应方程式：

3).主要方法：氧化法 理论上： 氧化1mg/L Fe2+ 需氧0.14mg/L，产生0.036mg/L H+ 氧化1mg/L Mn2+　需氧0.29mg/L，产生0.036mg/L H+

4).曝气方式： 射流曝气 跌水曝气 压缩空气曝气 穿孔管曝气 莲蓬头曝气 曝气塔

目前：国内普遍采用曝气接触氧化除铁除锰工艺。 近年：发现微生物除铁除锰的作用。 除铁新工艺：充氧回灌地层。

微生物除铁除锰机理 锰砂滤池的除铁除锰过程中： 接触氧化作用 “生物活性滤膜”中生物酶的催化作用及其粘液吸附作用 “生物活性滤膜”－－以铁细菌为主的化能自养菌，附着在锰砂滤料上形成。

6.3 除氟除砷 (1)、F、As的存在形式及危害 1).存在形式： 地下水中 以F- 形式存在；   6.3  除氟除砷 (1)、F、As的存在形式及危害 1).存在形式： 地下水中 以F- 形式存在； 以As（3价）、 As（5价）和有机As形式存在。

2).危害： F- 浓度过高，氟中毒，氟骨症； F- 浓度过低，龋齿病。 As有毒，轻度中毒，疲乏、失去活力；重度中毒，胃肠道粘膜炎，肾功能下降，水肿、多发性神经炎。 3).卫生标准： F 不超过1.00Mg/L； As 不超过0.05Mg/L；

(2)、去除方法及工艺 1).除氟方法： 吸附法 混凝沉淀法 离子交换法 电渗析法

吸附法 原理：吸附剂比表面积大， 以活性氧化铝、骨碳或活性炭为吸附剂，吸附去除水中的氟。 流程：地下水——活性氧化铝吸附。

活性氧化铝吸附 吸附剂：活性氧化铝 再生剂：1%~2%的硫酸铝溶液 影响因素：原水pH值、活性氧化铝颗粒的大小 装置：固定床、流动床

骨碳（羟基磷酸钙）吸附 吸附剂：骨碳（羟基磷酸钙） 再生剂：1%的氢氧化钠溶液浸泡， 再用0.5%的硫酸中和。

混凝沉淀法 原理：使用混凝剂（主要是铝盐），使氟化物沉淀。 流程：地下水——混凝沉淀——过滤 特点：需要设反应池和滤池，且污泥处理较难； 　　　投药量约为除氟量的100~200倍。 适用：只在含氟量较低或必须同时去除浊度的情况下使用。

离子交换法 原理：使用阴离子交换树脂，去除水中的氟离子。 流程：地下水——过滤——离子交换 特点：设备费用高，操作复杂。 适用：较少用于单独除氟，只在需要同时去除水中其它离子时使用，如软化、除盐。

电渗析法 原理：利用离子交换膜的选择透过性去除水中的氟离子。 流程：地下水——过滤——电渗析 特点：设备费用高，操作复杂。 适用：较少用于单独除氟，只在需要同时去除水中其它离子时使用，如软化、除盐。

(2).除砷方法： 混凝法： 吸附法：活性氧化铝 离子交换法：阳离子交换树脂

6.4 含藻水源净化技术 传统方法：投加硫酸铜一类的杀藻剂． 技术方法分类： 物理法 化学法

化学方法 投加活性炭 　人工加泥或石灰 　投加活化硅酸 　使用铁盐絮凝剂 　 氯化处理 　高锰酸钾处理

  物理方法 微滤机去除 气浮池去除 砂滤池滤层上铺设薄层煤滤料或粉末活性炭 不加絮凝剂过滤 遮蔽阳光

6.5 微污染水净化技术 臭氧预处理的活性炭深度处理：给水处理系统中，应用臭氧氧化与活性炭吸附技术，是微污染水源水质深度处理的一种有效方法。 　　6.5 微污染水净化技术 臭氧预处理的活性炭深度处理：给水处理系统中，应用臭氧氧化与活性炭吸附技术，是微污染水源水质深度处理的一种有效方法。 以美国为代表的AC除污染系统工艺 以联邦德国为代表的臭氧氧化与AC吸附相结合的处理系统工艺