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(guó)許多城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)都以地下水為主要水源，特別在廣東、海南等沿海地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的地下水資源，但我國(guó)部分地區(qū)、海口市、山東省、內(nèi)蒙古等的地下水中鐵錳。含量較高，多高于國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的界線指標(biāo)，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(guò)高，會(huì)使供水管道腐蝕或由于沉淀及鐵細(xì)菌繁殖造成管道堵塞，影響供水設(shè)備的正常使用。飲用鐵錳含量超標(biāo)的水會(huì)影響身體健康。部分工業(yè)用水對(duì)鐵、錳含量有嚴(yán)格的要求。因此，科學(xué)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(jià)鐵離子狀態(tài)（Fe2+）存在。當(dāng)加入氧氣時(shí)，氧與水中二價(jià)鐵反應(yīng)，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵（Fe3+），并呈深黃色膠體狀態(tài)，當(dāng)這些膠體狀態(tài)的鐵遇到細(xì)小的孔隙，便難于通過(guò)，即會(huì)累積于過(guò)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(zhì)濾膜，這種濾膜可以充分吸附三價(jià)鐵，最后去除水中過(guò)量的鐵，使其滿足用水要求。其主要反應(yīng)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(zhì)，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(guān)。水中含鐵量在≤10mg/L時(shí)，抽水過(guò)濾持續(xù)到2~3天；含鐵量在10~20mg/L時(shí)，需持續(xù)抽水到7天左右。濾料的濾速為10~15m/h時(shí)，可以達(dá)到除鐵效果；如果需要除錳濾速為≤6m/h，才能達(dá)到除錳目的。
2、工藝流程；
根據(jù)鞏義市嵩鑫濾材工業(yè)有限公司多年工作經(jīng)驗(yàn)，地下水中除鐵、錳的工藝流程及設(shè)計(jì)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(dāng)水中含鐵量<10mg/L，pH＝5.5時(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、一級(jí)過(guò)濾；當(dāng)水中含鐵量10~20mg/L、pH＝5.5時(shí)，設(shè)計(jì)為一次曝氣、二級(jí)串聯(lián)過(guò)濾；當(dāng)水中含鐵錳均要去除時(shí)，原則上先除鐵后除錳；當(dāng)水中含鐵、錳量比較低、pH值較高時(shí)，可以采用加大罐體直徑，減慢濾速，用單級(jí)過(guò)濾予以去除。當(dāng)被除鐵、除錳的原水pH值<6.8時(shí)，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(dāng)水中含二氧化碳時(shí)，應(yīng)首先將原水進(jìn)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(shí)間控制
　該裝置對(duì)濾料和承托層的選擇有嚴(yán)格的要求。因此，濾料化學(xué)成份穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、顆粒級(jí)配、厚度等，如果設(shè)計(jì)不合理，會(huì)直接關(guān)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(jī)械強(qiáng)度高、吸附能力強(qiáng)、化學(xué)成份穩(wěn)定、不含對(duì)人體健康有害和有毒的物質(zhì)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(jù)原水中水質(zhì)和目標(biāo)水質(zhì)要求而確定。后者尚需按不同顆粒級(jí)配設(shè)置多層。3、濾層的反沖洗及時(shí)間控制；
　　濾層經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用，會(huì)漸被鐵泥堵塞，濾層的水頭損失隨之不斷增長(zhǎng)。這時(shí)如果不及時(shí)對(duì)濾層反沖洗，會(huì)使罐體壓力加大，流量變小，直接影響過(guò)濾效果。一般對(duì)濾層的反沖洗，用反向水流自下而上進(jìn)行沖洗。通常用濾后水塔水或原井水反沖。每次反沖時(shí)間一般在10~15分鐘完成。如果反沖洗超過(guò)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(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。
濾層反沖洗間隔的 長(zhǎng)短視原水中被處理鐵、錳含量高低而定。當(dāng)水中含鐵量較高時(shí)，濾層過(guò)濾持續(xù)24小時(shí)/天，間隔1~2天，反沖一次；當(dāng)水中含鐵量較低時(shí)，濾層過(guò)濾間歇、不連續(xù)，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(fā)展前景
目前，水中最大除鐵量可達(dá)45mg/L，含錳量達(dá)0.66 mg/L，使之降到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。特別是針對(duì)雷州半島地區(qū)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(diǎn)，總結(jié)出了一套成功的除鐵方法。經(jīng)過(guò)廣東省內(nèi)特別是湛江地區(qū)1000多個(gè)事業(yè)單位、工礦企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、部隊(duì)、賓館等的應(yīng)用實(shí)踐，處理后的地下水水質(zhì)完全達(dá)到了飲用或生產(chǎn)要求，受到了應(yīng)用單位的好評(píng)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們保健意識(shí)逐步提高，對(duì)飲用水的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，加上地表水的污染有加重趨勢(shì)，地下水的開(kāi)發(fā)利用必將大大增加，因此，處理地下水過(guò)量的鐵錳愈加迫切。壓力式地下水除鐵錳裝置的應(yīng)用前景將越來(lái)越廣闊。

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