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      錳砂濾料是采用質(zhì)量優(yōu)良、晶粒致密、機(jī)械強(qiáng)度大、化學(xué)活性強(qiáng)、不易破碎、不溶于水的天然

錳礦砂，經(jīng)水洗打磨除雜、干燥、磁選、篩分、除塵等工藝成砂。再把加工好的錳砂按一定的級(jí)配調(diào)合而成。它具有水處理濾料較理想的級(jí)配比例，使它在單位體積內(nèi)有較大的比表面積、較強(qiáng)的截污能力 、較大的氧化催化作用和較小的反沖洗流失率 。 錳砂濾料外觀粗糙呈褐色，常用于生活飲用水的除鐵 、除過濾裝置，濾水效果非常良好。(注：MnO2≥35%既可除鐵，又能除錳，MnO2≤30%只能用于地下水除鐵) ，錳砂濾料主要用于去除水中的鐵和錳總含量,根據(jù)我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)其鐵含量 ≤0.3㎎/L，錳含量≤0.1㎎/L,長時(shí)間飲用含鐵含錳量超標(biāo)的水會(huì)嚴(yán)重影響身體健康。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：CJ/T3041-1995   (除鐵、除錳)

                            錳砂濾料的工作原理說明
1．除 鐵
 
天然氧化的錳礦砂，含有較多的二氧化錳，是二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的良好催化劑。地下水經(jīng)過曝氣溶氧，再經(jīng)過天然錳砂濾料過濾，能大大加快二價(jià)鐵的氧化過程反應(yīng)生成的Fe(OH)3 被截留于錳砂濾料中，以達(dá)到除鐵的目的，其反應(yīng)如下：
 
首先由水中的溶解氧把MnO2氧化成高價(jià)錳的化合態(tài)。
3MnO2 + O2 －→MnO·Mn2O7
 
然后再由高價(jià)錳把Fe2+氧化成Fe3+
MnO·Mn2O7 + 4Fe2+ + 2H2O—→3MnO2+ 4Fe3++4OH-
高價(jià)錳化合態(tài)重新還原MnO2因此這是一種自動(dòng)接觸催化過程，也就是天然錳砂長期具有除鐵能力原因。
２．除　錳
錳是較難氧化的，它的自然氧化速度特別慢，只有在PH>7.5的情況下，才能加快，為了加快起氧化速度，應(yīng)借助濾料的接觸催化作用。天然錳砂是良好的催化劑，即使在較小的PH值的情況下，反應(yīng)也能較好的進(jìn)行。
地下水中的錳的去除過程分兩步進(jìn)行：
第一步，附著在錳砂表面的水合二氧化錳通過離子交換吸附水中的二價(jià)錳離子
Mn2+ + MnO2·H2O + H2O—→ MnO2·MnO·H2O + 2H+
 
第二步，水中溶解氧將被吸附的二價(jià)錳氧化為二氧化錳
MnO2·MnO·H2O + 0.5O2 + H2O—→2MnO2·H2O
這個(gè)氧化反應(yīng)是催化劑MnO2的再生過程，它不僅使原來的二氧化錳恢復(fù)了吸附能力，并且新生成的二氧
化錳作為催化物質(zhì)也參與反應(yīng)，所以是一種自動(dòng)催化過程，能使濾料持續(xù)保持除錳效能。
 
  濾料表面的水合二氧化錳交換吸附Mn2+的能力與水的PH值有很大的關(guān)系，PH值越高，其吸附容量越大，PH值越低，其吸附容量越小。水的溶解氧對被吸附的Mn2+的氧化速度隨PH值的增高而加快，因此應(yīng)盡量提高水的PH值，以加快反應(yīng)的進(jìn)行速度。
 
濾料的選擇及錳砂反沖洗強(qiáng)度的測定：
1．（1）除鐵濾料：可選用天然錳砂，天然錳砂的二氧化錳的含量應(yīng)在30%以上，并具有較好的機(jī)械強(qiáng)度與化學(xué)穩(wěn)定性。
（2）除錳濾料：應(yīng)選用除錳性能較好的天然錳砂，二氧化錳含量較好在35%以上 ，較低不＜35% 。
 
2．天然錳砂的反沖洗強(qiáng)度測定：(0.6-1.2mm)

    實(shí)驗(yàn)證明，濾料的反沖洗強(qiáng)度隨濾料粒徑的增大而增大，而且增大的幅度也較大，在保證過濾周期的情況下，應(yīng)經(jīng)盡量選用粒徑小的錳砂，以達(dá)到節(jié)約反沖洗的水量。
    濾料的級(jí)配與過濾周期的關(guān)系：
    濾料的級(jí)配應(yīng)能保證良好的除鐵除錳效果，并有較長的過濾周期，實(shí)驗(yàn)證明0.6-1.2mm的錳砂濾料級(jí)配較好,其有效粒徑d10=0.67～0.70mm ,平均粒徑d50=0.90～0.91mm , d80=1.0～1.1mm ,不均勻系數(shù)K=1.44～1.63 ,孔隙率61.0～63.9% 。由于其不均勻系數(shù)小，孔隙率大，所以含污能力大 ，過濾周期長；這種粒徑較小，較均勻的錳砂濾料，除鐵除錳性能好，所需反沖洗強(qiáng)度較小 ，（當(dāng)原水鐵含量3-5毫克/升，濾速8米/時(shí)，過濾周期可達(dá)28-35小時(shí)；原水含鐵量20毫克/升左右 ，濾速6-8米/時(shí)，過濾周期18小時(shí)左右，反沖洗強(qiáng)度18-22升/秒/M2）在一次二次過濾池內(nèi)均可使用 。
    濾速和濾層厚度的選擇
    合理地選擇濾速和濾層厚度是保證除鐵除錳效果的重要因素。濾速和濾層的厚度應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、原水中的鐵、錳含量、濾料的品種、粒徑、濾料的除鐵除錳性能以及處理工藝流程等因素綜合考慮決定。
    必須注意錳比鐵難除得多，除錳對濾速相當(dāng)敏感，若濾速超過一定的界限，濾后水含錳量不是逐漸增
加，而是除錳效果急劇惡化，因此含鐵含錳地下水采用一次過濾時(shí)，其濾速不宜過大，其濾層不能太
薄。
 
    實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

    結(jié)論：經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐證明，曝氣是保證除錳順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，除鐵對曝氣的要求不高 ，各種曝氣形式均能滿足除鐵的要求，故對含鐵地下水可選用較簡單的曝氣形式。但除錳比除鐵難氧化，只有在PH值較高、溶解氧充足的情況下，才能順利進(jìn)行，因此對含鐵含錳地下水應(yīng)進(jìn)行充分曝氣，需選擇加氧及散除二氧化碳效果較好的曝氣形式。如板條式曝氣塔、接觸氣曝塔、機(jī)械通風(fēng)曝氣塔、葉輪表面曝氣等，較好將PH值提高到7.0左右，如原水的PH值和堿度都很低，二氧化碳含量高時(shí) ，應(yīng)采用兩次曝氣。
    錳砂經(jīng)模型實(shí)驗(yàn)及多年的生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)，證明是優(yōu)良的除錳除鐵濾料，其二氧化錳含量高，較高可達(dá)45%，機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性好，使用年限長，新錳砂即有很好的除鐵除錳性能 ，不存在成熟期。利用錳砂作濾料的曝氣――過濾除鐵除錳方法，具有工藝流程簡單，占地面積小，工程造價(jià)低，除鐵除錳效果穩(wěn)定，在處理過程中不用投加任何化學(xué)藥劑，水質(zhì)達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，操作管理方便和維護(hù)管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，該工藝流程目前在國內(nèi)自來水廠地下水除鐵除錳水處理工程中廣泛推廣使用。