1．6地下水除铁除锰技术发展历程和趋势

鉴于地下水中铁、锰的普遍存在及其危害，早在建国初期我国就确立了“地下水除铁除锰”这一具有重要社会及经济意义的课题。纵观历史，地下水除铁除锰技术的理论和应用经历了不同的发展阶段：从早期的空气直接氧化除铁的尝试、氯氧化除铁的发展到接触氧化除铁的成功；从单纯除铁滤池的建立到综合除铁除锰工艺的探索；从传统杨理化学方法除铁除锰的应用到生物固锰除锰技术的确立，无不标志着国人在这一领域不断进行的探索和取得的成果。其中生物固锰除锰技术的确立，展现了地下水除铁除锰的现代观，引起了国内外众多专家学者的兴趣。学者们纷纷对此进行的研究和探讨，更进一步推动了这一技术的全面发展和在工程实践上的应用推广。1．6．1地下水除铁技术发展历程

我国最早的地下水除铁系统始建于1936年，在黑龙江省佳木斯市和齐齐哈尔市同时建成，处理规模为2000m’/d，采用的是空气氧化除铁法。这一系统是由日本人在当时的历史背景下建造的，因此还不能算是我国除铁技术的开始。建国初期，国民经济空前发展，为适应工农业生产和人民生活的需要，我国从前苏联和东欧引进了地下水除铁技术，也采用空气氧化除铁工艺。其工艺流程一般由曝气、氧化反应、沉淀和过滤组成。空气氧化除铁工艺流程复杂，构筑物多，占地面积大，不能保证稳定的除铁效果。由此可以看出，我国的除铁技术开始于20世纪50年代，而且由于缺乏经验，引进的方法、技术在当时并不先进。

真正意义的我国自行研发的除铁技术始于60年代。针对空气自然氧化法存在的问题，60年代初李圭白先生提出“铁质滤膜”自催化理论，并将其应用于工程实践，研制开发了“天然锰砂接触氧化除铁工艺”，这是将催化技术用于地下水除铁的一种新工艺。这种工艺不需设置反应沉淀装置，使处理系统大为简化，而且适应性很强，许多应用自然氧化除铁工艺效果不好的设备，改用接触氧化除铁后，都获得了良好效果。因此在生产中得到迅速推广和应用。迄今，我国多数地下水除铁设备，均采用了天然锰砂接触氧化除铁工艺。接触氧化除铁工艺过程如下：含铁水经简单曝气后直接进入滤池，在滤料表面催化剂的作用下，Fe。’迅速氧化为Fe¨的氢氧化物，并截留于滤层中，从而一次完成了全部除铁过程。

在大力推广天然锰砂接触氧化除铁的工艺过程中，相关的一些理论和技术都获得了长足的发展和进步。如在曝气方式上，马广生首次将射流泵用于地下水除铁的曝气工艺中，从而代替了空压机曝气(1968年)。在铁泥回收利用方面，马广生与汤鸿霄先生合作研制出利用除铁水厂排出的铁泥焙烧制造氧化铁红和红土粉的生产工艺。在滤料选择方面，黄毅轩首次应用石英砂、无烟煤双层滤料代替锰砂滤料(1976年)；李圭白先生的实验，研究成功了人造锈砂除铁(1975年)。在理论研究方面，1980～1981年李圭白先生所领导的研究人员对接触氧化除铁滤料的选择、“铁质活性滤膜”的结构、组成、特性、形成过程及附着机理进行了详细的研究，并推导了接触氧化除铁中铁质转移的数学模式；其后，徐廷章、黄毅轩、王志石对亚铁氧化的理论和规律也进行了研究，取得了更为深刻的认识；在影响因素方面，蔡同辛、黄宇萍对溶解性二氧化硅含量高的水进行研究并取得了进展；1984年刘灿生等人对接触氧化除铁滤料“成熟”的影响因素进行了实验研究。

随着接触氧化除铁工艺及理论的发展和成熟，80年代以来，国内兴办起一批给水设备厂，生产出多种形式的地下水除铁定型设备，为中小型地下水除铁技术的迅速推广提供了有利条件。除接触氧化除铁工艺及理论外，1980—1986年期间，国内各地纷纷对充氧回灌地层除铁技术进行了大量的实验研究工作，对充氧回灌的形式、组成、抽灌比、地层成熟期、地层堵塞的可能性、回灌水质以及曝气充氧方法和气水分离措施等都进行了详细的生产性实验研究。

综上所述，我国除铁技术虽然起步较晚，但以李圭白先生为代表的众多学者、工程技术人员及各地市政设计院、自来水公司在长期实验和实践的基础上，提出了自己的地下水除铁理论，发展了我国的地下水除铁技术，成功地指导了工程实践。1．6．2地下水除锰技术发展历程 2100433B