錳砂濾料過(guò)濾水中的鐵錳離子原理是這樣的,地下水中的低價(jià)鐵錳離子經(jīng)過(guò)與空氣中的氧氣接住,低價(jià)鐵錳變?yōu)楦邇r(jià)鐵錳離子,因?yàn)榈蛢r(jià)鐵錳是無(wú)顏色的,高價(jià)鐵錳經(jīng)過(guò)錳砂過(guò)濾后得以去除。 錳砂濾料的原理有二種:一種是以所謂濾膜的作用,錳砂表面有一層較強(qiáng)的氧化作用。另一種是錳礦砂本身反鐵催化作用,將水中的二價(jià)鐵催化成三價(jià)鐵,再把三價(jià)鐵千周附著在錳礦砂顆粒表面從而起到除鐵的目的。天然二氧化錳能氧化水中二價(jià)鐵為三價(jià)鐵使其沉淀除去,使水清凈。二氧化錳被水中的溶解氧氧化成七價(jià)錳的氧化物。七價(jià)錳再將水中的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵。 地下水除鐵的工藝流程應(yīng)按原水水質(zhì)、處理后水質(zhì)要求決定,國(guó)內(nèi)采用較多的工藝流程是:原水一曝氣一催化氧化過(guò)濾。曝氣裝置有多種形式,如跌水、噴淋、射流曝氣、板條式或焦炭曝氣塔等,可根據(jù)原水水質(zhì)和曝氣要求選定。射流曝氣是應(yīng)用水射器利用高壓水流吸人空氣,將1m3水每去除1mg/L,F(xiàn)e2+所需空氣量為1L。高壓水一般為壓力濾池的出水回流,將空氣帶人深井泵吸水管中,這種形式構(gòu)造簡(jiǎn)單。適用于小型設(shè)備,原水鐵錳含量較低且無(wú)需去除CO:以提高pH值時(shí)。曝氣塔是應(yīng)用較廣的重力式曝氣裝置,適用于含鐵量不高于10mg/L時(shí)。曝氣塔中填以多層板條或者是1~3層厚度為0.3~0.4m的焦炭或礦渣填料層,填料層的上下凈距在0.6m以上,以便空氣流通。 含鐵錳的水從位于塔頂部的穿孔管噴淋而下,成為水滴或者水膜通過(guò)填料層,由于空氣和水接觸時(shí)間長(zhǎng),所以效果好。焦炭或礦渣填料常因鐵質(zhì)沉淀堵塞而須更換,因此在含鐵量較高時(shí),以采用板條式較理想。曝氣塔的水力負(fù)荷為5~15m3/(h·m2)。曝氣后產(chǎn)生的三價(jià)鐵沉淀,可采用重力式或壓力式多種形式的快濾池。 濾料可采用石英砂或錳砂等,石英砂的粒徑范圍為0.5~1.2mm,錳砂為0.6~2.0mm;濾層厚度重力式濾池為700~1000mm,壓力式為1000~15000mm。濾池剛使用時(shí),一般不能使出水含鐵量達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),直到濾料表層覆蓋有棕黃色或黃褐色的鐵質(zhì)氧化物時(shí),除鐵效果才顯現(xiàn)出來(lái)。這是由于濾料表面上已形成了氫氧化物膜,由于它的催化氧化作用,在不長(zhǎng)的處理時(shí)間內(nèi)即將水的含鐵量降至飲用水標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是石英砂或錳砂為濾料,都會(huì)有這種過(guò)程,所需的時(shí)間稱為成熟期。根據(jù)原水水質(zhì),成熟期可以從數(shù)周到1月以上,不過(guò)石英砂濾料的成熟期稍長(zhǎng),但成熟后的濾料層都會(huì)有穩(wěn)定的除鐵效果。
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