李圭白院士：地下水除锰技术还不够成熟！

我国含铁含锰地下水覆盖人口超过3亿；地下水除铁除锰是供水常遇难题。20世纪50年代，接触催化被引入除铁除锰技术，提出铁质活性滤膜除铁和锰质活性滤膜除锰，能使二价锰在天然水质条件下被氧化去除。锰质活性滤膜除锰有化学机理和以后提出的生物机理。在实际应用中锰质活性滤膜自然生成比较实用；指出二价铁对锰质活性滤膜的污染及其对出水水质的严重影响；提出锰质活性滤膜生成前出水不达标的问题及解决途径；并对单级除铁除锰工艺进行风险分析，提出选择除铁除锰工艺的原则，并认为除锰在技术上不够成熟。

哈尔滨工业大学李圭白院士

一、我国地下水除铁技术的发展

建国初，除铁主要是自然氧化法，曝气反应沉淀加砂滤；该工艺复杂，设备大，停留时间长（2～3h），且效果不稳定。20世纪50年代，哈工大将天然锰砂用作滤料，发现其对二价铁氧化有催化作用；水曝气后进入滤池，就能获得良好效果，简化流程，停留时间短至0.5h，降低投资，成为一项先进技术并迅速推广。

经典理论认为催化剂是锰砂中二氧化锰，但实践发现覆盖铁质的旧锰砂比新锰砂活性强；对此反复试验，证实锰砂表面覆盖的铁质薄膜有催化作用，即催化剂是铁质活性滤膜而非二氧化锰，进而提出铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺。这是重要创新；按该原理，锰砂只是载体，可用廉价的石英砂等替代它，更易推广。

新滤料表面没有铁质活性滤膜，除铁效果不佳。为加快滤膜生成，投产初可采用培养滤膜的措施：低滤速，低反洗强度和较长的反洗周期，或投加成熟滤料接种；或投加二价铁盐和调节pH等，即人造锈砂技术。

除铁技术发展表明，社会需求是科技发展推动力，实践则是创新源泉；在实践中不断创新，使曝气铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺走向成熟。

二、我国地下水除锰技术的发展

化学氧化是应用最早的除锰法，但建国初限于其成本，只在少数情况下使用。

1958年，在哈尔滨按自然氧化法建成一个除铁除锰水厂，投产后除铁较好，但除锰不佳，一年后具有优异除锰能力；进而发现石英砂滤料表面生成了黑色活性滤膜，对二价锰氧化有催化作用，使二价锰能在中性pH被去除；这是重要发现。活性滤膜的成分以锰的氧化物为主，称为锰质活性滤膜。

1978年，在哈尔滨以天然锰砂为滤料建成一水厂，投产后在滤料成熟前依靠锰砂吸附除锰，成熟后则为接触氧化除锰。水厂投产后，出水含锰量始终达标。1981年，刘超等在吉林九台，对高铁锰地下水进行大规模中试，采用了多种处理工艺，使用了多种滤料，在获得良好除铁锰效果的工艺中，除锰滤料上都自然生成了锰质活性滤膜。

此外，多座除锰水厂也都观察到滤料表面自然生成锰质活性滤膜。基于大量生产和试验，提出了曝气锰质活性滤膜接触氧化除锰工艺。近年来，人们对锰质活性滤膜除锰机理的认识不断深化。20世纪80年代前，认为其是化学机理。