水处理除铁除锰用锰砂滤料工作原理

水处理除铁除锰用锰砂滤料工作原理

     铁以Fe2+的状态曾于地下（井）水中，其水有异色异味，污染离子交换树脂而降低交换能力，长时间后生成铁垢，影响传热，能腐蚀设备。而锰砂中的MnO2与Fe2+发生氧化还原反应，使Fe2+变为Fe3+并生成 Fe(OH)3沉淀，从而利用锰砂过滤器的反冲洗功能达到去除净化的目的。
     当含有铁、锰的水长期通过滤料表面时，在锰砂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”。一些地方已经建成除铁、除锰水厂，但是处理效果并不是很好。原因在于改性滤料制备过程的费用比较高，所以不适用于大型的水处理厂；对于铁质活性滤膜和锰质活性滤膜去除水中铁、锰的研究还处于实验阶段，技术尚不成熟。人们又把目光投向生物法去除铁、锰，并且已经取得一些成效。所以，很多地方采用接触氧化法并在滤膜中接种微生物的方法来进行铁、锰的去除，这也将成为除铁、除锰技术发展的新趋势。
     用于地下水除铁和除锰的天然锰砂滤料，其锰的形态应以氧化锰为主。含锰量（以MnO2计，下同）不应小于35%的天然锰砂滤料，既可用于地下水除铁，又可用于地下水除锰；含锰量为20%～30%的天然锰砂滤料，只宜用于地下水除铁；含锰量小于20%的锰矿砂则不宜采用。宜优先采用经过科学试验或生产使用证明能获得良好除铁和除锰效果的天然锰砂品种作滤料。
     1.天然锰砂滤料的平均密度一般为3.2g/cm3至3.6g/cm3范围内。使用中对密度有特殊要求者除外。
     2.天然锰砂滤料的盐酸可溶率不应大于3.5%（百分率按质量计，下同）。
     3.天然锰砂滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%。
     4.天然锰砂滤料应不含肉眼可见泥土、页岩和外来碎屑，含泥量不应大于2.5%。
     5.滤料的水浸出液应不含对人体有毒、有害物质。
     在除铁锰滤池中或锰砂过滤器运行时，水中低价铁锰离子先被覆合锰砂滤膜吸附，然后被氧化和水解，生成氢氧化物水合分子[Fe(OH)3XH2O] 和[Mn(OH)nXH2O] 形成的活性滤膜，并作为新的催化剂参与接触氧化反应，使活性滤膜有随着使用增厚的趋势，形成了覆合锰砂的自修复特性,使用一年的覆合锰砂，锰含量增加18.2%，铁含量增加4.8%；使用两年半的锰含量增加了27.3%，铁含量增加14.3%.锰砂容重较低(为1.55～1.60g/cm3)，特别适用于大中型水厂的虹吸除铁锰滤池和各型除铁锰滤罐虹吸滤池由于反冲洗水头较低，往往不宜于使用容重较大的天然锰砂滤料（其容重一般为2.2～2.4g/cm3），使大中型水厂除铁锰滤池的设计使用受到一定限制。

锰砂滤料除铁除锰效果图；

天然锰砂滤料装填方法；

   （1）、配水系统安装完毕以后，先将滤池内杂物全部清除，并疏通配水孔眼和配水缝隙，然后再用反冲洗法检查配水系统是否符合设计要求。

   （2）、在滤池内壁按承托料和锰砂滤料的各层顶高画水平线，作为铺装高度标记。

   （3）、仔细检查不同粒径范围的承托料，按其粒径范围，从大到小依次清洗，以白备铺装。

   （3）、铺装最下一层承托料时，应注意避免损坏滤池的配水系统。待装承托料应吊运到池内，再行铺撒;或者使池内充水至排水槽顶，再向水中均匀撒料，然后排水，使水面降至该层顶面高度水平上线，用锹铺匀。铺装人员不应直接在承托料上站立或行走，而宜站在木板上操作;在池内的操作人员应尽量少，以免造成承托料的移动。在下一层铺装完成后，才能铺装上一层承托料。

   （4）、每层承托料的厚度应准确、均匀，用锹或刮板刮动表面，使其接近于水平面，高度应与铺装高度标记水平线相吻合。

   （5）、在铺完2～4mm的承托料后，应用该滤池上限冲洗强度冲洗，以排除承托料中的泥沙。

   （6）、承托料全部分层铺装就位后，采用从池顶向水中均匀撒料的方法，撒入预计数量的锰砂滤料（包括应刮除的轻物质和小于指定下限粒径的细颗粒），然后进行冲洗。冲洗后刮除轻物质和小于指定下限粒径的颗粒。按上述方法操作后，如滤料厚度达不到规定的数值，应重复上述操作直到符合要求为止。

天然锰砂滤料成熟期；

   （1）、除铁、除锰滤池滤料一般采用天然锰砂、效果显著滤料成熟期较短、一般7—15天、但造价较高。石英砂：造价底、滤料成熟期长3－6个月。

天然锰砂滤料及承托层粒径；

   （1）、一般最大～2.0mm、最小～0.5mm之间，

   （2）、锰砂承托层级配和厚度可参照快滤池。采用锰砂做滤料时、上面两层承托层需用同样含量及粒径的锰砂代替为宜。

锰砂装填高度；

   （1）、重力式过滤器除铁除锰：滤层高度一般采用800～1200mm，规模较小的压力式过滤器除铁、除锰：设备一般采用1000～1200mm；同时除铁除锰的单级过滤滤层一般取较高值，使过滤后的水质达到最佳效果。

锰砂滤速；

   （1）、除铁滤池一般为5～10m/h,含铁量高时可采用较低滤速。除铁除锰滤池和除锰滤速为5～8m/h。

   （2）、反冲洗；其中水头损失一般控制在1.5～2.5m。除铁采用粒径为0.6～1.2mm锰砂滤料时，冲洗强度为18L/s..m2; 粒径为0.6～2.0mm 时为22L/s.m2。其膨胀率分别为30％ 和22％。冲洗时间10～20min 。除铁除锰采用天然锰砂滤料时，冲洗强度为16～20L/s..m2，期膨胀率为15％和2～25％。石英砂滤料时，冲洗强度为12～14L/s..m2，期膨胀率为27％ 和2～35％，冲洗时间为5～15min。

锰砂除铁除锰设备正常运行与管理；

   （1）、一周2~3次定期冲洗以免板结。

   （2）、 正常运行情况下不要随意打开过滤设备以免锰砂接触空气产生氧化不必要造成损失。

★提示；在选择锰砂滤料前应先对原水进行化验分析，根据水质检验结果和出水量设计要求；选择经过科学试验或者生产使用证明能够获得良好除铁、除锰效果的天然锰砂，品种规格合适粒径级配合理的天然锰砂做滤料，以免造成不必要的损失和麻烦。

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