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目 录 1

前言 1

第一章 概论 1

第一节水中铁和锰的危害及用水要求 1

第二节我国地下水除铁技术的发展 4

第三节 我国地下水除锰技术的发展 11

第二章 地下水除铁除锰的化学理论基础 13

第一节地下水中铁的化学性质 13

一、地下水中铁质的来源 13

二、二价铁在不含碳酸盐的水中的溶解度 14

三、水中其它离子对化学平衡的影响 16

四、地下水中碳酸的平衡 17

五、二价铁在含碳酸盐的水中的溶解度 21

六、三价铁在水中的溶解度 27

七、地下水中铁的氧化还原平衡 29

八、含铁地下水的水质及其变化 31

九、地下水中铁的形态 32

第二节 自然氧化法除铁 38

一、水中二价铁的自然氧化反应速度 38

二、三价铁氢氧化物胶体的凝聚 49

三、溶解性硅酸对除铁过程的影响 52

第三节接触氧化法除铁 56

一、铁质活性滤膜接触催化作用的发现 56

二、接触滤料的“成熟”过程 58

三、铁质活性滤膜的化学组成及其接触氧化除铁过程 61

四、滤层的接触氧化除铁速率 66

五、影响接触氧化除铁效果的因素 74

第四节接触氧化法除锰 79

一、地下水中锰的存在形态及其性质 79

二、接触氧化法除锰原理 84

三、滤层的接触氧化除锰速率 89

四、铁、锰共存时的除锰问题 90

第五节除铁除锰水的稳定性 93

一、除铁除锰水的稳定性问题 93

二、水的稳定性的判别方法 95

三、除铁除锰过程中水的稳定性变化 98

四、除铁除锰水的稳定性处理 100

一、气体在水中的溶解度 104

第三章含铁含锰地下水的曝气 104

第一节气体在水中的溶解平衡 104

二、曝气水中的溶解氧的平衡饱和浓废 105

三、曝气水中二氧化碳的理论最大去除? 109

四、曝气水的理论最高pH值 111

第二节气体的传质方程式 112

第三节气泡式曝气装置 116

一、气泡式曝气装置的溶氧速度 116

二、压缩空气曝气装置 118

三、射流泵曝气装置 123

四、曝气溶氧所需空气量的计算 137

五、跌水曝气装置 141

六、叶轮表面曝气装置 142

第四节喷淋式曝气装置 152

一、莲蓬头和穿孔管曝气装置 152

二、喷水式曝气装置 166

三、接触式曝气塔 166

四、板条式曝气塔 168

五、机械通风式曝气塔 170

第五节曝气装置的选择 171

第四章地下水除铁除锰滤池 173

第一节地下水除铁除锰滤池的运行方式 173

第二节除铁除锰滤池的滤料 175

一、对滤池滤料的一般要求 175

二、滤料的粒度特征 177

三、除铁除锰滤料简介 181

第三节接触氧化滤料层的过滤除铁除锰过程 182

一、接触氧化滤层的过滤除铁基本方程式 182

二、接触氧化滤层中水头损失的增长 183

三、接触氧化滤池的工作周期 190

第四节滤层的过滤澄清过程 193

一、澄清滤层中铁质悬浮物的浓度分布 193

二、澄清滤层中水头损失的增长 195

三、影响澄清除铁滤池工作的主要因素 195

第五节提高过滤效果的方法 197

一、减速过滤 197

二、粗滤料过滤 198

三、上向流过滤和双向流过滤 200

四、多层滤料过滤 201

五、辐射流过滤 203

六、高分子化合物助滤 203

七、采用新滤料及改善滤料的表面性质 204

第六节滤层的反冲洗 205

一、滤层的反冲洗问题 205

二、滤层在反冲洗过程中的水力特征 209

第七节滤层的高效反冲洗 220

一、滤层反冲洗的最优化理论 220

二、滤层反冲洗的高效区 225

第八节滤层的水力分级和层间混杂 229

一、对现行理论的评价 229

二、悬浮滤层的比重——滤层水力分级的主要因素 231

三、多层滤料滤层层间的卷入混杂 232

四、多层滤料滤层的层间渗入混杂 236

五、按混杂程度计算多层滤料粒径配比的方法 237

第九节滤层的粒径和反冲洗强度的选择 242

一、单层滤料滤层的粒径和反冲洗强度的选择 242

二、多层滤料滤层的粒径和反冲洗强度的选择 246

第十节滤池的配水系统 248

一、配水系统的静态设计原理 248

二、配水系统的动态设计原理 250

三、穿孔管配水系统 255

四、穿孔板配水系统 268

五、格栅式配水系统 270

六、滤头式配水系统 271

第十一节反冲洗废水的排除装置 273

第十二节反冲洗水的供给 274

第十三节压力式滤池 276

一、压力式滤池的型式和构造 276

二、大型压力滤池组的运行特点 281

第十四节重力式滤池 287

第十五节无阀滤池 290

一、无阀滤池的型式和构造 290

二、接触氧化无阀滤池的设计特点 295

三、重力式无阀滤池的反冲洗计算 297

四、压力式无阀滤池的反冲洗计算 305

五、几种利用虹吸原理反冲洗的滤池 314

第十六节虹吸式滤池 315

第十七节移动冲洗罩滤池 317

第十八节减速过滤池组水量和水位的自然调节 319

第五章接触氧化除铁设备的设计、试验和运行 331

第一节接触氧化除铁工艺系统 331

一、接触氧化除铁工艺系统 331

二、以单级滤池为主体的接触氧化除铁工艺系统 332

三、由两级处理构筑物组成的接触氧化除铁工艺系统 336

第二节接触氧化除铁设备的工艺设计 337

一、接触氧化除铁设备工艺设计的内容 337

二、含铁地下水的水质资料 338

三、除铁设备的设计容量 339

四、其他处理过程对接触氧化除铁效果的影响 343

六、接触氧化除铁设备的布置 345

五、接触氧化除铁设备工艺参数的选择 345

第三节接触氧化除铁试验 347

一、除铁试验的准备 347

二、接触氧化除铁试验 352

三、反冲洗试验 356

第四节接触氧化除铁设备的安装、调整和运行管理 357

一、接触氧化滤池的安装和调整 357

二、曝气装置的安装和调整 360

三、接触氧化除铁设备的运行管理 361

第五节人造锈砂接触氧化除铁工艺试验 365

一、人造锈砂接触氧化除铁试验 365

二、人造锈砂接触氧化除铁的生产试验 368

一、地下水中二价铁的氧化反应时间 370

第六章 自然氧化除铁设备的试验与设计 370

第一节 自然氧化除铁工艺要求与除铁试验方法 370

二、自然氧化除铁试验 378

第二节 自然氧化除铁设备的设计 381

一、自然氧化除铁工艺系统 381

二、自然氧化除铁设备工艺参数的选择 383

第七章接触氧化除锰设备的试验和设计 387

第一节接触氧化除锰工艺系统 387

一、接触氧化除锰工艺系统 387

二、单级过滤除铁除锰工艺系统 391

三、两级过滤除铁除锰工艺系统 392

第二节接触氧化除锰试验 395

一、接触氧化除锰试验 395

二、接触氧化除锰试验举例 397

第三节接触氧化除锰设备的设计和运行特点 406

一、接触氧化除锰设备的设计特点 406

二、接触氧化除锰设备的运行特点 410

第八章 地下水的其他除铁除锰方法 414

第一节地层处理法 414

一、概论 414

二、关于地层的堵塞问题 418

三、地层除铁除锰的抽灌比 421

四、地层的成熟期 424

五、回灌对水井工作的影响 428

六、回灌水水质的影响 429

七、回灌周期 431

八、曝气充氧方法和气水分离 432

九、回灌方式 433

十、地层除锰及除硫化氢的效果 434

十一、地层除铁除锰的机理 435

第二节铁细菌处理法 437

第三节农村简易除铁方法 442

第四节氯氧化法 445

第五节高锰酸钾氧化法 449

第六节锰离子交换法 451

第七节臭氧氧化法 452

第八节离子交换法 453

第九节混凝法 454

一、聚合磷酸盐处理法 456

第十节稳定处理法 456

二、硅酸钠处理法 458

第九章地下水除铁除锰水厂废水的回收和利用 461

第一节除铁滤池反冲洗废水的回收 461

一、静水自然沉淀回收反冲洗废水 461

二、用聚丙烯酰胺混凝沉淀回收除铁滤池反冲洗废水的试验 462

第二节铁泥的综合利用 466

第十章地下水除铁除锰水厂设计实例 469

实例1 空压机曝气压力式过滤除铁工艺设计 470

实例2 莲蓬头曝气重力式过滤除铁工艺设计 474

实例3 跌水曝气重力式过滤除铁工艺设计 481

实例4 射流泵曝气无阀滤池过滤除铁工艺设计 486

实例5 曝气塔曝气一级过滤除铁除锰工艺设计 491

实例6 曝气一级过滤分质处理工艺设计 495

实例7 表面曝气双级滤池过滤除铁除锰工艺设计 500

实例8 表面曝气两级过滤除铁除锰工艺设计 505

实例9 两级曝气两级过滤除铁除锰工艺设计 508

实例10曝气反应沉淀过滤除铁除锰工艺设计 513

附录 516

附录1 常用化学元素的原子量 516

附录2 常用化合物或离子的分子量和当量 517

附录3 水的离子积常数和碳酸的离解常数 519

附录4 氧在纯水中的溶解度（气压760mmHg） 519

附录5水的粘度 520

附录6 筛目表 521

主要参考文献 522