1、地下水除铁、除锰原理

由于铁和锰的性质很相似，所以去除铁和锰的原理也相同，即：用氧化法充分曝气，把水中的溶解态的 2价铁和锰氧化成 3价铁和 4价猛的不溶态化合物，经氧化和絮凝后，生成的铁、锰沉淀物可经过滤而去除，从而达到除铁、除锰的功效。

2、传统地下水除铁、除锰技术

长期以来，人们一直使用物理化学的方法去除水中的二价铁和二价锰。美国从1950年就将锰质绿砂有效的运用到除铁和除锰过程。

2.1曝气氧化法

此法是利用空气中的氧气与水中的 2价铁和锰接触，将其氧化成 3价铁和 4价锰的化合物，然后经沉淀，过滤达到除铁、除锰的目的。此过程去除铁、锰所需的PH值应不低于7.0，PH值越高，氧化速度越快。向水中曝气的目的除了提供足够的氧气外，还有去除水中的CO2以提高水的PH。

2.2曝气接触氧化法

经过曝气，使得含有溶解氧的水通过含有铁质和锰质的活性滤料，在所含铁质和二氧化锰的催化作用下，二价的铁和锰的氧化速率大大加快，进而被活性滤料去除。其中，活性滤料可以是天然锰砂，也可由普通的砂滤料经熟化而形成。接触氧化法所需的PH值不低于6.0，一般要大于7.0。此过程曝气的目的是向水中提供足够的氧气。

综合大量的实验研究，发现改性滤料的过滤效果主要体现在以下几个方面：

（1）去除水中的悬浮杂质。同济大学高乃云等人采用氧化铝改性石英砂作为滤料，进行强化过滤处理微污染水的实验研究，结果发现石英砂经处理后的表面零电荷PH值由0.7-2.2提高到7.5-9.5。因此，即使是微污染原水在采用改性的石英砂处理时，不需要再添加任何混凝剂就可以达到降低浊度的目的。并且原水中的悬浮杂质以及微量溶解性有机物也有不同程度的去除。

（2）吸附水中的重金属离子，如Pb2 、Cd2 、Cu2 、Ni2 、Cr2 等，去除机理主要是化学吸附、离子交换吸附和离子沉淀。

（3）去水中的砷。MattewL.Pierce等人用无定型的氢氧化铁来吸附水中的As（Ⅲ）和As（Ⅴ），结果表明，在吸附剂和浓度比例恰当及适当的PH条件下，可以使砷的去除率达到92%。

（4）去除水中的硒。利用氧化铝覆盖的砂粒作为吸附剂，可以有效的去除水中的Se（Ⅵ）和Se（Ⅳ）。在适当的PH值、吸附剂量以及吸附时间的条件下，Se的去除率可达将近100%。

（5）去除水中的微生物，去除机理主要是利用滤料表面的电性、强化静电吸附或者降低静电排斥。

、铁质滤膜、锰质滤膜

当含有铁、锰的水长期通过滤料表面时，在滤料表面就会生成铁质和锰质滤膜。由于该性滤料对铁、锰的吸附能力更强，所以经过改性滤料可以缩短铁质、锰质滤膜的形成时间，自然条件下形成的铁质滤膜往往需要几个礼拜的时间，而形成锰质滤膜的时间就更久。所形成的铁质、锰质滤膜对铁、锰的去除一般具有催化作用，即我们所称的“活性滤膜”。