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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