锰砂滤料过滤器的介质为锰砂,主要去处水中的三价铁离子。铁和锰在地下(井)水中几乎同时曾在,水中含铁量较高时,水有铁腥味,影响水的口感,作为造纸、纺织、印染、化工和皮革精致等生产用水,会降低产品质量,含铁水可使生产用具发生锈斑,洗涤衣物会出现黄色或棕黄色斑渍,铁质沉淀物Fe2O3会滋长铁细菌,阻塞管道,有时会出现红水。而含锰量较高的水与含铁量高的情况相类似,如使水有色、嗅、味,损害纺织、造纸、酿造、食品等工业产品的质量,家用器具会污染成棕色或黑色,洗涤衣物会有微黑色或浅灰色斑渍。为此我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)规定,铁含量≤0.3㎎/L,锰含量≤0.1㎎/L,超过标准的原水须经除铁除锰处理。长时间饮用含铁含锰量过高的水还会严重影响身体健康,对生产设备腐蚀能力强。
地下水中的溶解性铁、锰,一般以Fe2+、Mn2+形态存在,其假想化合物形态为重碳酸盐,要除去地下水中的铁、锰,就必须将二价铁氧化为三价铁、将锰氧化为高价锰,在pH值为6.8~7.2的条件下,高价铁锰化合物呈胶凝聚沉降,用过滤的方法即可去除。
采用氧化分离技术来去除水中的铁、锰有害物质,即向地下水中充入足够的O2或O3,在分布于锰砂过滤器滤层上特有的催化膜(水中锰和铁在沙砾上形成的MnO2和γ-FeO(OH)沉淀)的作用下使水中的铁、锰氧化成高价铁、锰的化合沉淀物。
这种高价沉淀物被截留在滤层内,出水的铁锰含量便达到标准要求。催化膜对水中铁、锰起着重要的作用:A.催化作用,加速水中二价铁转化为三价铁。B.截留分离作用,将铁、锰从水中分离。C.生化作用 催化膜内存在铁细菌,通过其新陈代谢作用,去除水中的铁、锰离子。
在二价铁氧化成三价铁的过程中水中必须保持足够的溶解氧,在此过程中,一部分硫化氢被氧化和吹脱去除,余下部分和水中微小悬浮物被活性炭吸附器所吸附。
技术要求
用于地下水除铁和除锰的天然锰砂滤料,其锰的形态应以氧化锰为主。含锰量(以MnO2计)不应小于35%的天然锰砂滤料,既可用于地下水除铁,又可用于地下水除锰;含锰量为20%~30%的天然锰砂滤料,只宜用于地下水除铁;含锰量小于20%的锰矿砂则不宜采用;宜优先采用经过科学试验或生产使用证明能获得良好除铁和除锰效果的天然锰砂品种作滤料。
工作原理
含铁(锰)的地下水经充气或加入氧化剂后,水中铁(锰)离子开始氧化,当水流经锰砂滤层时,在滤层中发生接触氧化反应及滤料表面的生物化学作用和物理截留吸附作用,使水中铁(锰)离子沉淀去除。尤其是处理微污染含锰地下水的过程中,铁细菌不仅能有效地去除铁锰,同时还能以水中氨为营养源,进行新陈代谢,在其他细菌参与下,同时达到去氨氮的效果。