锰砂过滤器技术方案

1、锰砂过滤器技术方案我国具有丰富的地下水资源，许多城镇和工矿企业都以地下水作为水源。但 是，据不完全统计有18个省、市的地下水中含有过量的铁和锰，不符合工业生 产和人们生活的需求。因此，地下水除铁、除锰在给水处理技术中占据着重要的 位置。地壳中的岩土，由于受碳酸的侵蚀，有机物对铁质的溶解以及三价铁的氧化 物在嫌气条件下被还原等原因，都会使大量铁质进入地下水，尤其以河流漫滩地 区地下水的含铁量较高。铁和锰在水中往往同时存在，我国生活饮用水卫生标准 中规定，铁含量要W0.3mg/L，锰含量W0.1mg/L，长期饮用含铁、含锰高的水对 人体不利。在纺织、造纸、酿造、食品等行业中，过量的铁锰会影响产品质

2、量， 它们的存在会使物品生成斑点，也会腐蚀设备，所以必要时要除铁、除锰。常用的除铁过滤器就是将经曝气后含铁（锰）的地下水流经锰砂或特制石英 砂滤层，使铁（锰）氧化、固化并去除。它主要利用滤料的化学作用及滤料表面 的铁（锰）细菌（多芽孢锈菌、含铁嘉氏铁杆菌、单细胞铁细菌及锈色披毛菌等） 的生物化学作用，使地下水流经滤料层时发生生物化学反应、接触氧化反应及物 理截留吸附等作用，达到去除的目的。（一）锰砂过滤器的过滤原理铁在水中以Fe2+的状态存在，Fe2+极易污染离子交换树脂，使树脂中毒而降低 交换能力，受热后极易在受热面上生成铁垢，影响传热和腐蚀设备，含铁超标的 地下水或井水，水中有异味。除铁、

3、除锰过滤器，利用天然锰砂中含有的MnO 2 与Fe2+的氧化-还原反应，使Fe2+变为Fe3+并生成Fe （OH）沉淀后，利用过滤 3器的反冲洗功能加以去除。通常含盐量为苦水范围的某些井水呈还原态，典型特点是含有二价的铁和锰， 有时还会存在硫化氢和氨。如果对这类水源进行氯化处理，或当水中含氧量超过 5mg/L时，Fe2+将转化为Fe3+形成难溶解性的胶体氢氧化物颗粒。铁和锰的氧化 反应如下。4Fe(HCO ) +O +2H O一 4Fe(OH) I+8CO 3 2 22324Mn(HCO ) +O+2HO一 4Mn(OH) I+8CO 32 2232由于铁的氧化在很低的pH值时就会发生，因而出

4、现铁污染的情况要比锰污 染的情况要多，即使SDI小于5, RO进水的铁含量低于0.1mg/L，仍会产生铁污 染的问题。碱度低的进水铁离子含量要高，这是因为FeCO3的溶解度会限制Fe2+ 的浓度。处理这类水源的一种方法是防止整个RO过程中与空气和任何氧化剂(如氯) 的接触。低pH值有利于延缓Fe2+的氧化，当pH6，氧含量5.5时，pH值每 升高1.0则Fe2+的氧化速率将增大100倍，Mn2的氧化速率在pH9. 0时也会明 显加快。所以，在地下水除铁、除锰的早期研究中，都将提高地下水的pH值作 为去除铁、锰的首要条件。2.反冲洗强度反冲洗强度较小，导致滤层的膨胀率、水力剪切作用和滤料间的相互

5、碰撞力、 摩擦力均较小，所以在反冲洗出水中锰氧化物及老化微生物的含量相对较低，而 且随着反冲洗的结束和滤层的回落，反冲洗水很快被排出滤柱，经过一段时间后， 反冲洗使原已吸附饱和的混层滤料重新具有了一定的吸附锰的能力，但随着过滤 时间的延长，混层滤料对锰的吸附再一次趋于饱和。反冲洗强度增加后，提高了 滤层的膨胀率，加大了水力剪切作用和滤料间的相互碰撞力、摩擦力，并使滤层 回落时间有所延长，随着运行时间的增加，滤柱中残余的反冲水逐渐减少，加之 滤料恢复了对锰的吸附能力，出水锰含量便降低。但反冲洗强度的提高也使得滤 柱内的生物量有所减少，不过这种情况的持续时间较短，因为那些强壮的微生 物可以得到更多

6、的养料，从而使除锰效果得以恢复，甚至能获得更好的去除效果。 若反冲洗强度过大，则会导致微生物大量流失。2-25住砂过戒器的反冲洗湿程目前，去除地下水中的锰常用天然锰砂作滤料，但在使用的过程中普遍存在 锰砂饱和或钝化现象，除锰能力大大降低，致使滤过水含锰量超过国家饮用 水标准（我国对饮用水中锰含量 要求小于0.1mg/L）。若更换锰砂， 则成本高又费工时，比较切实可 行的方法是采用化学方法对锰砂 进行再生处理，再次进行回用。 将除锰达饱和后的钝化锰砂用再 生剂反复冲洗三次，最后再用自 来水淋洗至中性，即可再次回用。 锰砂过滤器的反冲洗流程如图 2-25所示。3.化学清洗锰砂过滤器在工作期间，杂质在滤层中分布不均匀，杂质穿透深浅不一，而 且每次反冲时不可能充分清除滤料上附着的污泥并击碎大颗粒泥粒，同时锰砂过 滤器在过滤或反冲时，滤层受到的水力条件也是不均匀的，这样在杂质穿透深的 滤层的表面时大量杂质被截留，滤料形成