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在鐵錳超標水處理中的運用，是依靠天然錳砂除鐵原理的應用 ：鐵的常見化合價有十2價和十3價，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1.0，二價鐵的氧化速度就增大100倍。建國初期，國內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鐵，經反應沉淀之后，過濾將其去除。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度，在充氧的同時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間仍較長，約2-3h，且由于三價鐵絮凝體較小。容易穿透濾層，影響水質。另一方面，水中溶解性硅酸與三價鐵氫氧化物形成硅鐵絡合物： 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，溶解性硅酸對除鐵效果影響尤為顯著。
鐵和錳在地下(井)水中幾乎同時曾在，水中含鐵量較高時，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用水，會降低產品質量，含鐵水可使生產用具發(fā)生銹斑，洗滌衣物會出現黃色或棕黃色斑漬，鐵質沉淀物Fe2O3會滋長鐵細菌，阻塞管道，有時會出現紅水。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)產品的質量，家用器具會污染成棕色或黑色，洗滌衣物會有微黑色或淺灰色斑漬。
為此我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-85)規(guī)定，鐵含量≤0.3㎎/L，錳含量≤0.1㎎/L，超過標準的原水須經除鐵除錳處理。長時間飲用含鐵含錳量過高的水還會嚴重影響身體健康，對生產設備腐蝕能力極強。用于地下水除鐵和除錳的天然錳砂濾料，其錳的形態(tài)應以氧化錳為主。含錳量(以MnO2計，下同)不應小于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)先采用經過科學試驗或生產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錳能將水中的二價鐵氧化成三價鐵，同時在表面形成有催化作用的“活性濾膜”，進一步提高了除鐵效果。含鐵水經曝氣后，只經天然錳砂一次過濾，就能完成全部除鐵過程。應用領域：礦泉水、純凈水、離子水生產線的預處理除鐵錳沉淀，以及地熱工程和泳池工程的前期水處理除鐵除錳等。
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