水處理除鐵除錳用錳砂濾料工作原理

水處理除鐵除錳用錳砂濾料工作原理

     鐵以Fe2+的狀態(tài)曾于地下（井）水中，其水有異色異味，污染離子交換樹脂而降低交換能力，長時(shí)間后生成鐵垢，影響傳熱，能腐蝕設(shè)備。而錳砂中的MnO2與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使Fe2+變?yōu)镕e3+并生成 Fe(OH)3沉淀，從而利用錳砂過濾器的反沖洗功能達(dá)到去除凈化的目的。
     當(dāng)含有鐵、錳的水長期通過濾料表面時(shí)，在錳砂濾料表面就會生成鐵質(zhì)和錳質(zhì)濾膜。由于該性濾料對鐵、錳的吸附能力更強(qiáng)，所以經(jīng)過改性濾料可以縮短鐵質(zhì)、錳質(zhì)濾膜的形成時(shí)間，自然條件下形成的鐵質(zhì)濾膜往往需要幾個(gè)禮拜的時(shí)間，而形成錳質(zhì)濾膜的時(shí)間就更久。所形成的鐵質(zhì)、錳質(zhì)濾膜對鐵、錳的去除一般具有催化作用，即我們所稱的“活性濾膜”。一些地方已經(jīng)建成除鐵、除錳水廠，但是處理效果并不是很好。原因在于改性濾料制備過程的費(fèi)用比較高，所以不適用于大型的水處理廠；對于鐵質(zhì)活性濾膜和錳質(zhì)活性濾膜去除水中鐵、錳的研究還處于實(shí)驗(yàn)階段，技術(shù)尚不成熟。人們又把目光投向生物法去除鐵、錳，并且已經(jīng)取得一些成效。所以，很多地方采用接觸氧化法并在濾膜中接種微生物的方法來進(jìn)行鐵、錳的去除，這也將成為除鐵、除錳技術(shù)發(fā)展的新趨勢。
     用于地下水除鐵和除錳的天然錳砂濾料，其錳的形態(tài)應(yīng)以氧化錳為主。含錳量（以MnO2計(jì)，下同）不應(yīng)小于35%的天然錳砂濾料，既可用于地下水除鐵，又可用于地下水除錳；含錳量為20%～30%的天然錳砂濾料，只宜用于地下水除鐵；含錳量小于20%的錳礦砂則不宜采用。宜優(yōu)先采用經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)或生產(chǎn)使用證明能獲得良好除鐵和除錳效果的天然錳砂品種作濾料。
     1.天然錳砂濾料的平均密度一般為3.2g/cm3至3.6g/cm3范圍內(nèi)。使用中對密度有特殊要求者除外。
     2.天然錳砂濾料的鹽酸可溶率不應(yīng)大于3.5%（百分率按質(zhì)量計(jì)，下同）。
     3.天然錳砂濾料的破碎率和磨損率之和不應(yīng)大于3%。
     4.天然錳砂濾料應(yīng)不含肉眼可見泥土、頁巖和外來碎屑，含泥量不應(yīng)大于2.5%。
     5.濾料的水浸出液應(yīng)不含對人體有毒、有害物質(zhì)。
     在除鐵錳濾池中或錳砂過濾器運(yùn)行時(shí)，水中低價(jià)鐵錳離子先被覆合錳砂濾膜吸附，然后被氧化和水解，生成氫氧化物水合分子[Fe(OH)3XH2O] 和[Mn(OH)nXH2O] 形成的活性濾膜，并作為新的催化劑參與接觸氧化反應(yīng)，使活性濾膜有隨著使用增厚的趨勢，形成了覆合錳砂的自修復(fù)特性,使用一年的覆合錳砂，錳含量增加18.2%，鐵含量增加4.8%；使用兩年半的錳含量增加了27.3%，鐵含量增加14.3%.錳砂容重較低(為1.55～1.60g/cm3)，特別適用于大中型水廠的虹吸除鐵錳濾池和各型除鐵錳濾罐虹吸濾池由于反沖洗水頭較低，往往不宜于使用容重較大的天然錳砂濾料（其容重一般為2.2～2.4g/cm3），使大中型水廠除鐵錳濾池的設(shè)計(jì)使用受到一定限制。

錳砂濾料除鐵除錳效果圖；

天然錳砂濾料裝填方法；

   （1）、配水系統(tǒng)安裝完畢以后，先將濾池內(nèi)雜物全部清除，并疏通配水孔眼和配水縫隙，然后再用反沖洗法檢查配水系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)要求。

   （2）、在濾池內(nèi)壁按承托料和錳砂濾料的各層頂高畫水平線，作為鋪裝高度標(biāo)記。

   （3）、仔細(xì)檢查不同粒徑范圍的承托料，按其粒徑范圍，從大到小依次清洗，以白備鋪裝。

   （3）、鋪裝最下一層承托料時(shí)，應(yīng)注意避免損壞濾池的配水系統(tǒng)。待裝承托料應(yīng)吊運(yùn)到池內(nèi)，再行鋪撒;或者使池內(nèi)充水至排水槽頂，再向水中均勻撒料，然后排水，使水面降至該層頂面高度水平上線，用鍬鋪勻。鋪裝人員不應(yīng)直接在承托料上站立或行走，而宜站在木板上操作;在池內(nèi)的操作人員應(yīng)盡量少，以免造成承托料的移動(dòng)。在下一層鋪裝完成后，才能鋪裝上一層承托料。

   （4）、每層承托料的厚度應(yīng)準(zhǔn)確、均勻，用鍬或刮板刮動(dòng)表面，使其接近于水平面，高度應(yīng)與鋪裝高度標(biāo)記水平線相吻合。

   （5）、在鋪完2～4mm的承托料后，應(yīng)用該濾池上限沖洗強(qiáng)度沖洗，以排除承托料中的泥沙。

   （6）、承托料全部分層鋪裝就位后，采用從池頂向水中均勻撒料的方法，撒入預(yù)計(jì)數(shù)量的錳砂濾料（包括應(yīng)刮除的輕物質(zhì)和小于指定下限粒徑的細(xì)顆粒），然后進(jìn)行沖洗。沖洗后刮除輕物質(zhì)和小于指定下限粒徑的顆粒。按上述方法操作后，如濾料厚度達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值，應(yīng)重復(fù)上述操作直到符合要求為止。

天然錳砂濾料成熟期；

   （1）、除鐵、除錳濾池濾料一般采用天然錳砂、效果顯著濾料成熟期較短、一般7—15天、但造價(jià)較高。石英砂：造價(jià)底、濾料成熟期長3－6個(gè)月。

天然錳砂濾料及承托層粒徑；

   （1）、一般最大～2.0mm、最小～0.5mm之間，

   （2）、錳砂承托層級配和厚度可參照快濾池。采用錳砂做濾料時(shí)、上面兩層承托層需用同樣含量及粒徑的錳砂代替為宜。

錳砂裝填高度；

   （1）、重力式過濾器除鐵除錳：濾層高度一般采用800～1200mm，規(guī)模較小的壓力式過濾器除鐵、除錳：設(shè)備一般采用1000～1200mm；同時(shí)除鐵除錳的單級過濾濾層一般取較高值，使過濾后的水質(zhì)達(dá)到最佳效果。

錳砂濾速；

   （1）、除鐵濾池一般為5～10m/h,含鐵量高時(shí)可采用較低濾速。除鐵除錳濾池和除錳濾速為5～8m/h。

   （2）、反沖洗；其中水頭損失一般控制在1.5～2.5m。除鐵采用粒徑為0.6～1.2mm錳砂濾料時(shí)，沖洗強(qiáng)度為18L/s..m2; 粒徑為0.6～2.0mm 時(shí)為22L/s.m2。其膨脹率分別為30％ 和22％。沖洗時(shí)間10～20min 。除鐵除錳采用天然錳砂濾料時(shí)，沖洗強(qiáng)度為16～20L/s..m2，期膨脹率為15％和2～25％。石英砂濾料時(shí)，沖洗強(qiáng)度為12～14L/s..m2，期膨脹率為27％ 和2～35％，沖洗時(shí)間為5～15min。

錳砂除鐵除錳設(shè)備正常運(yùn)行與管理；

   （1）、一周2~3次定期沖洗以免板結(jié)。

   （2）、 正常運(yùn)行情況下不要隨意打開過濾設(shè)備以免錳砂接觸空氣產(chǎn)生氧化不必要造成損失。

★提示；在選擇錳砂濾料前應(yīng)先對原水進(jìn)行化驗(yàn)分析，根據(jù)水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果和出水量設(shè)計(jì)要求；選擇經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)或者生產(chǎn)使用證明能夠獲得良好除鐵、除錳效果的天然錳砂，品種規(guī)格合適粒徑級配合理的天然錳砂做濾料，以免造成不必要的損失和麻煩。

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