錳砂過濾器技術(shù)方案

1、錳砂過濾器技術(shù)方案我國具有豐富的地下水資源，許多城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)都以地下水作為水源。但 是，據(jù)不完全統(tǒng)計有18個省、市的地下水中含有過量的鐵和錳，不符合工業(yè)生 產(chǎn)和人們生活的需求。因此，地下水除鐵、除錳在給水處理技術(shù)中占據(jù)著重要的 位置。地殼中的巖土，由于受碳酸的侵蝕，有機物對鐵質(zhì)的溶解以及三價鐵的氧化 物在嫌氣條件下被還原等原因，都會使大量鐵質(zhì)進入地下水，尤其以河流漫灘地 區(qū)地下水的含鐵量較高。鐵和錳在水中往往同時存在，我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 中規(guī)定，鐵含量要W0.3mg/L，錳含量W0.1mg/L，長期飲用含鐵、含錳高的水對 人體不利。在紡織、造紙、釀造、食品等行業(yè)中，過量的鐵錳會影響產(chǎn)品質(zhì)

2、量， 它們的存在會使物品生成斑點，也會腐蝕設(shè)備，所以必要時要除鐵、除錳。常用的除鐵過濾器就是將經(jīng)曝氣后含鐵（錳）的地下水流經(jīng)錳砂或特制石英 砂濾層，使鐵（錳）氧化、固化并去除。它主要利用濾料的化學(xué)作用及濾料表面 的鐵（錳）細(xì)菌（多芽孢銹菌、含鐵嘉氏鐵桿菌、單細(xì)胞鐵細(xì)菌及銹色披毛菌等） 的生物化學(xué)作用，使地下水流經(jīng)濾料層時發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)、接觸氧化反應(yīng)及物 理截留吸附等作用，達到去除的目的。（一）錳砂過濾器的過濾原理鐵在水中以Fe2+的狀態(tài)存在，F(xiàn)e2+極易污染離子交換樹脂，使樹脂中毒而降低 交換能力，受熱后極易在受熱面上生成鐵垢，影響傳熱和腐蝕設(shè)備，含鐵超標(biāo)的 地下水或井水，水中有異味。除鐵、

3、除錳過濾器，利用天然錳砂中含有的MnO 2 與Fe2+的氧化-還原反應(yīng)，使Fe2+變?yōu)镕e3+并生成Fe （OH）沉淀后，利用過濾 3器的反沖洗功能加以去除。通常含鹽量為苦水范圍的某些井水呈還原態(tài)，典型特點是含有二價的鐵和錳， 有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進行氯化處理，或當(dāng)水中含氧量超過 5mg/L時，F(xiàn)e2+將轉(zhuǎn)化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化 反應(yīng)如下。4Fe(HCO ) +O +2H O一 4Fe(OH) I+8CO 3 2 22324Mn(HCO ) +O+2HO一 4Mn(OH) I+8CO 32 2232由于鐵的氧化在很低的pH值時就會發(fā)生，因而出

4、現(xiàn)鐵污染的情況要比錳污 染的情況要多，即使SDI小于5, RO進水的鐵含量低于0.1mg/L，仍會產(chǎn)生鐵污 染的問題。堿度低的進水鐵離子含量要高，這是因為FeCO3的溶解度會限制Fe2+ 的濃度。處理這類水源的一種方法是防止整個RO過程中與空氣和任何氧化劑(如氯) 的接觸。低pH值有利于延緩Fe2+的氧化，當(dāng)pH6，氧含量5.5時，pH值每 升高1.0則Fe2+的氧化速率將增大100倍，Mn2的氧化速率在pH9. 0時也會明 顯加快。所以，在地下水除鐵、除錳的早期研究中，都將提高地下水的pH值作 為去除鐵、錳的首要條件。2.反沖洗強度反沖洗強度較小，導(dǎo)致濾層的膨脹率、水力剪切作用和濾料間的相互

5、碰撞力、 摩擦力均較小，所以在反沖洗出水中錳氧化物及老化微生物的含量相對較低，而 且隨著反沖洗的結(jié)束和濾層的回落，反沖洗水很快被排出濾柱，經(jīng)過一段時間后， 反沖洗使原已吸附飽和的混層濾料重新具有了一定的吸附錳的能力，但隨著過濾 時間的延長，混層濾料對錳的吸附再一次趨于飽和。反沖洗強度增加后，提高了 濾層的膨脹率，加大了水力剪切作用和濾料間的相互碰撞力、摩擦力，并使濾層 回落時間有所延長，隨著運行時間的增加，濾柱中殘余的反沖水逐漸減少，加之 濾料恢復(fù)了對錳的吸附能力，出水錳含量便降低。但反沖洗強度的提高也使得濾 柱內(nèi)的生物量有所減少，不過這種情況的持續(xù)時間較短，因為那些強壯的微生 物可以得到更多

6、的養(yǎng)料，從而使除錳效果得以恢復(fù)，甚至能獲得更好的去除效果。 若反沖洗強度過大，則會導(dǎo)致微生物大量流失。2-25住砂過戒器的反沖洗濕程目前，去除地下水中的錳常用天然錳砂作濾料，但在使用的過程中普遍存在 錳砂飽和或鈍化現(xiàn)象，除錳能力大大降低，致使濾過水含錳量超過國家飲用 水標(biāo)準(zhǔn)（我國對飲用水中錳含量 要求小于0.1mg/L）。若更換錳砂， 則成本高又費工時，比較切實可 行的方法是采用化學(xué)方法對錳砂 進行再生處理，再次進行回用。 將除錳達飽和后的鈍化錳砂用再 生劑反復(fù)沖洗三次，最后再用自 來水淋洗至中性，即可再次回用。 錳砂過濾器的反沖洗流程如圖 2-25所示。3.化學(xué)清洗錳砂過濾器在工作期間，雜質(zhì)在濾層中分布不均勻，雜質(zhì)穿透深淺不一，而 且每次反沖時不可能充分清除濾料上附著的污泥并擊碎大顆粒泥粒，同時錳砂過 濾器在過濾或反沖時，濾層受到的水力條件也是不均勻的，這樣在雜質(zhì)穿透深的 濾層的表面時大量雜質(zhì)被截留，濾料形成