錳砂除鐵除錳方法

錳砂除鐵除錳方法

一、地下水除鐵錳的意義
我國許多城鎮和工礦企業都以地下水為主要水源，特別在廣東、海南等沿海地區蘊藏著豐富的地下水資源，但我國部分地區、海口市、山東省、內蒙古等的地下水中鐵錳。含量較高，多高于國家飲用水標準規定的界線指標，其中含鐵量多在1.5~11.5mg/L，含錳量多在0.2~1.3mg/L。鐵、錳離子過高，會使供水管道腐蝕或由于沉淀及鐵細菌繁殖造成管道堵塞，影響供水設備的正常使用。飲用鐵錳含量超標的水會影響身體健康。部分工業用水對鐵、錳含量有嚴格的要求。因此，科學去除地下水中的鐵、錳具有重要意義。
二、工作原理及工藝流程；
1、錳砂除鐵除錳工作原理；
　地下水中的鐵，一般是以二價鐵離子狀態（Fe2+）存在。當加入氧氣時，氧與水中二價鐵反應，使二價鐵氧化成三價鐵（Fe3+），并呈深黃色膠體狀態，當這些膠體狀態的鐵遇到細小的孔隙，便難于通過，即會累積于過慮物表面，并在濾料顆粒表面生成具有接觸催化活性的鐵質濾膜，這種濾膜可以充分吸附三價鐵，最后去除水中過量的鐵，使其滿足用水要求。其主要反應式如下：
　　Fe2++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+
　　FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+
濾料的成熟期，與地下水的水質，特別是水中含鐵量、濾料的粒徑、濾層的厚度、濾速等因素有關。水中含鐵量在≤10mg/L時，抽水過濾持續到2~3天；含鐵量在10~20mg/L時，需持續抽水到7天左右。濾料的濾速為10~15m/h時，可以達到除鐵效果；如果需要除錳濾速為≤6m/h，才能達到除錳目的。
2、工藝流程；
根據鞏義市嵩鑫濾材工業有限公司多年工作經驗，地下水中除鐵、錳的工藝流程及設計方案因地下水中含鐵、含錳、及其pH值的高低、處理水量的大小不同而不同。當水中含鐵量<10mg/L，pH＝5.5時，設計為一次曝氣、一級過濾；當水中含鐵量10~20mg/L、pH＝5.5時，設計為一次曝氣、二級串聯過濾；當水中含鐵錳均要去除時，原則上先除鐵后除錳；當水中含鐵、錳量比較低、pH值較高時，可以采用加大罐體直徑，減慢濾速，用單級過濾予以去除。當被除鐵、除錳的原水pH值<6.8時，需向原水加堿或石灰拌攪成堿化溶液，提高pH值后，才能把水中的錳離子去除。當水中含二氧化碳時，應首先將原水進行一次或二次曝氣，去除水中的侵蝕性二氧化碳，再除鐵、錳。典型常用的工藝流程如下圖。
三、錳砂濾料要求及反沖洗時間控制
　該裝置對濾料和承托層的選擇有嚴格的要求。因此，濾料化學成份穩定性、機械強度、顆粒級配、厚度等，如果設計不合理，會直接關系到處理效果。
1、錳砂濾料的選擇；
地下水除鐵錳最常用的濾料有天然錳砂。錳砂呈黑色，要求二氧化錳含量一般在30~40%，粒徑0.6~2.0mm，磨損率<0.54%，破碎率<0.23%，堆比重1.8g/cm3，孔隙率>50%。除此之外，還常用天然石英砂、砂礫石，分別作濾料和承托層。石英砂要求粒徑0.5~1.2mm，二氧化硅含量>98.5%，鹽酸可溶率<1.5%，含泥量<0.04%，比重>2.55g/cm3，磨損率<0.4%，孔隙率>43%，破碎率<0.8%，堆比重1.75g/cm3。以上兩種濾料具有機械強度高、吸附能力強、化學成份穩定、不含對人體健康有害和有毒的物質成份。
2、錳砂濾料和承托層的厚度；
　　濾料和承托層的厚度根據原水中水質和目標水質要求而確定。后者尚需按不同顆粒級配設置多層。3、濾層的反沖洗及時間控制；
　　濾層經過一段時間使用，會漸被鐵泥堵塞，濾層的水頭損失隨之不斷增長。這時如果不及時對濾層反沖洗，會使罐體壓力加大，流量變小，直接影響過濾效果。一般對濾層的反沖洗，用反向水流自下而上進行沖洗。通常用濾后水塔水或原井水反沖。每次反沖時間一般在10~15分鐘完成。如果反沖洗超過一定限度，便有可能使濾料表面的活性濾膜受到破壞，從而降低濾層的除鐵能力，所以濾層的反沖洗時間不宜過長。
濾層反沖洗間隔的 長短視原水中被處理鐵、錳含量高低而定。當水中含鐵量較高時，濾層過濾持續24小時/天，間隔1~2天，反沖一次；當水中含鐵量較低時，濾層過濾間歇、不連續，間隔可延到5~7天，反沖一次。
四、錳砂處理地下水除鐵除錳效果和發展前景
目前，水中最大除鐵量可達45mg/L，含錳量達0.66 mg/L，使之降到國家飲用水標準規定的限值內。特別是針對雷州半島地區地下水pH值低（4.5~5.5）、偏硅酸高（多在30mg/L以上）、含鐵量高（多在4~6mg/L）的特點，總結出了一套成功的除鐵方法。經過廣東省內特別是湛江地區1000多個事業單位、工礦企業、學校、醫院、部隊、賓館等的應用實踐，處理后的地下水水質完全達到了飲用或生產要求，受到了應用單位的好評。
隨著我國經濟的進一步發展，人民生活水平的不斷提高，人們保健意識逐步提高，對飲用水的質量要求也越來越高，加上地表水的污染有加重趨勢，地下水的開發利用必將大大增加，因此，處理地下水過量的鐵錳愈加迫切。壓力式地下水除鐵錳裝置的應用前景將越來越廣闊。

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