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前言1

第一章 概论1

第二章 地下水除铁的化学理论基础14

第一节 地下水的铁质化学14

一、地下水中铁质的来源14

二、二价铁在不含碳酸盐的水中的溶解度16

三、水中其他离子对化学平衡的影响18

四、地下水中的碳酸平衡19

五、二价铁在含碳酸盐水中的溶解度24

六、三价铁在水中的溶解度29

七、地下水中铁质的氧化还原平衡31

八、地下水中铁质形态的判别方法33

九、含铁地下水的水质及其变化36

第二节 地下水中二价铁的自然氧化动力学40

一、地下水中二价铁的自然氧化反应速度40

二、其他影响水中二价铁氧化反应的因素44

第三节 接触催化除铁原理51

一、天然锰砂的本体接触催化除铁活性51

二、天然锰砂的活性滤膜接触催化除铁原理54

三、天然锰砂滤层的接触催化除铁过程58

四、天然锰砂滤层中水的含铁浓度分布规律61

五、影响天然锰砂接触催化除铁的主要因素63

六、人造锈砂除铁原理69

七、黑砂除铁原理71

第四节 除铁水的稳定性72

一、除铁水的稳定性问题72

二、水的稳定性的判别方法75

三、除铁过程中水的稳定性变化78

四、除铁水的稳定性处理80

第三章 含铁地下水的曝气86

第一节 气体在水中的溶解平衡87

一、气体在水中的溶解度87

二、曝气水中溶解氧的平衡饱和浓度88

三、曝气水中二氧化碳的理论最大去除率92

四、曝气水的理论最高PH值94

第二节 气体的传质方程式96

一、气泡式曝气装置的溶氧速度99

第三节 气泡式曝气装置99

二、压缩空气曝气装置102

三、加气阀曝气溶氧107

四、跌水曝气溶氧123

五、叶轮表面曝气124

六、曝气溶氧所需空气量的计算126

第四节 喷淋式曝气装置131

一、莲蓬头曝气装置131

二、喷水式曝气装置146

三、接触式曝气塔147

四、板条式曝气塔149

五、机械通风式曝气塔151

第五节 曝气装置的选择160

第四章 地下水除铁滤池162

第一节 地下水除铁滤池的作业方式162

第二节 除铁滤池的滤料165

一、除铁滤池滤料的一般要求165

二、除铁滤料简介168

三、除铁滤池滤料的粒度特征170

第三节 接触催化滤料层的过滤除铁过程174

一、天然锰砂滤层的过滤除铁基本方程式174

二、天然锰砂滤层中水头损失的增长177

三、天然锰砂滤池的工作周期与过滤速度的关系183

第四节 砂滤层的过滤澄清过程186

一、石英砂滤层中铁质悬浮物的浓度分布186

二、石英砂滤层中水头损失的增长188

三、影响澄清除铁滤池工作的主要因素189

四、双层滤料滤层过滤澄清除铁192

第五节 除铁滤层的反冲洗193

一、天然锰砂滤层的反冲洗193

二、石英砂滤层的反冲洗201

三、双层滤料滤层的反冲洗202

第六节 除铁滤层在反冲洗过程中的水力特征204

一、天然锰砂滤层在反冲洗过程中的水力特征204

二、石英砂滤层和无烟煤滤层在反冲洗过程中的水力特征211

第七节 滤层反冲洗时的水力分级现象212

一、排水系统均布反冲洗水的原理218

第八节 除铁滤池的排水系统218

二、管式大阻力排水系统220

三、格栅式小阻力排水系统229

四、滤头式排水系统230

第九节 反冲洗废水排除装置232

第十节 反冲洗水的供给234

第十一节 压力式除铁滤池236

一、压力式除铁滤池的型式和构造236

二、大型压力除铁滤池组的运行特点243

第十二节 重力式除铁滤池250

第十三节 无阀除铁滤池255

一、无阀除铁滤池的型式和构造255

二、天然锰砂无阀滤池的设计特点260

三、重力式无阀滤池的反冲洗计算264

四、压力式无阀滤池的反冲洗计算275

第十四节 虹吸式除铁滤池285

第一节 天然锰砂接触催化除铁工艺系统290

一、接触催化除铁工艺系统290

第五章 接触催化除铁设备的设计、试验和运行290

二、以单级滤池为主体的天然锰砂接触催化除铁工艺系统291

三、由二级处理构筑物组成的天然锰砂除铁工艺系统296

第二节 天然锰砂除铁设备的工艺设计297

一、天然锰砂除铁设备工艺设计的内容297

二、含铁地下水的水质资料298

三、除铁设备的设计容量299

四、其他处理过程对天然锰砂除铁效果的影响304

五、天然锰砂除铁设备工艺参数的选择306

六、天然锰砂除铁设备的布置308

第三节 天然锰砂除铁试验309

一、除铁试验的准备309

二、天然锰砂除铁试验315

三、反冲洗试验319

第四节 天然锰砂除铁设备的安装、调整和运行管理320

一、天然锰砂滤池的安装和调整320

二、曝气装置的安装和调整324

三、天然锰砂除铁设备的运行管理325

一、人造锈砂接触催化除铁试验330

第五节 人造锈砂接触催化除铁工艺试验330

二、人造锈砂接触催化除铁的生产试验334

第六章 自然氧化除铁设备试验与设计336

第一节 自然氧化除铁工艺要求与除铁试验方法336

一、地下水中二价铁的氧化反应时间336

二、自然氧化除铁试验344

第二节 自然氧化除铁设备的设计348

一、自然氧化除铁工艺系统348

二、自然氧化除铁设备工艺参数的选择351

一、农村简易除铁设备355

第七章 农村简易除铁设备、地下水的其他除铁方法及除铁方法的选择355

第一节 农村简易除铁方法355

二、铁细菌除铁法357

第二节 地下水的其他除铁方法362

一、氯氧化法除铁362

二、高锰酸钾氧化法除铁364

三、锰离子交换法除铁365

四、离子交换法除铁366

五、混凝法除铁368

六、水中铁质的稳定剂处理法369

第三节 地下水除铁方法的选择370

第八章 除铁水厂废水的回收和铁泥的综合利用373

第一节 除铁滤池反冲洗废水的回收373

一、静水自然沉淀回收反冲洗废水373

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374

第二节 铁泥的综合利用380

第九章 地下水除铁设备设计举例383

附录1 常用化学元素的原子量400

附录400

附录2 常用化合物或离子的分子量和当量401

附录3 水的离子积常数和碳酸的离解常数403

附录4 氧在纯水中的溶解度403

附录5 筛目表404

附录6 天然锰砂接触催化除铁设备设计须知404

附录7 加气阀几何尺寸表420

主要参考文献425