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1、地下水中铁、锰的危害
我国有丰富的地下水资源，其中有不少地下水源含有过量的铁和锰，称为含铁含锰地下水。
清澈的天然地下水中，铁质主要为溶解性二价铁离子。当地下水提汲地面与空气接触后，含铁地下水不再清澈透明而变成“黄汤”。这主要是由于地下水中的二价铁离子被空气中的氧气氧化，生成橙黄色的氢氧化铁Fe(OH)沉淀物。
4Fe 2+ +02+10H20=4Fe(OH)3+8H+
水中含有过量的铁和锰将给生活饮用及工业用水带来很大危害。国家规定生活饮用水中铁离子含量应≤0、3毫克/升，锰离子含量应≤0、l毫克/升。铁和锰都是人体需要的元素，只要水中含量不超标，不致于影响人的健康。但水中铁含量1>0．3毫克/升时水变浊，超过l毫克/升时，水具有铁腥味；当锅炉、压力容器等设备以含铁量较高的水质作为介质时，常造成软化设备中离子交换设备污染中毒，承压设备结褐色坚硬的铁垢，致使其发生变形、爆管事故，因此对含铁水质除铁、除锰十分重要。
用锰砂降低水中铁、锰离子的含量，是通过两个重要环节实现的。一个是地下水曝气，另一个是含铁含锰水经过锰砂滤层。两个过程缺一不可。曝气，就是将地下水提汲地面与空气充分接触，使氧气迅速溶解于水中，这又叫充氧过程。曝气还包含另一方面的目的，就是除去水中二氧化碳，以提高水的PH值。提高水的PH值则是根据水质条件或工艺需要而确定的。曝气量在工艺设计中是要经过计算的。理论上氧化l毫克/升二价铁离子为三价铁离子的水中溶解氧应为0.143毫克/升。通常l升空气在20’E时的重量为1．205克，氧气在空气中所占比例约为l/5，依此可推出氧化l毫克/升二价铁离子需要在每立方米水中注入空气0、5升左右。不管采用何种曝气方式和设备．一般水中实际的充气量***低也要比理论值大出两倍以上，才能确保溶进充足的氧气。
锰砂滤料是由天然锰矿开采并经破碎、筛分而成的。它的主要成分是二氧化锰。有的人认为含铁水从滤层流过，锰砂只起到了过滤Fe(OH)3等沉淀物的作用，这种观点欠妥。含铁水流经不同级配的锰砂滤料层时，锰砂对除去水中铁、锰离子的作用有两个方面：
1．催化一氧化作用。在含铁水的PH>6．0时，锰砂中所含的二氧化锰是良好催化剂。
2．吸附、分离和过滤作用。
Fe(0H)3是胶体物质，Mn(0H)2是沉淀物，当含铁、锰的水流经锰砂滤层时，吸附在锰砂颗粒间隙和滤层中，达到分离和过滤铁、锰不溶物的目的。上述两个作用，在水流经锰砂滤层时是同时完成的。
