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一、錳砂濾料除鐵除錳工藝原理;目前水處理除鐵除錳的主要方法;除去水中鐵一般采用接觸氧化法或曝氣氧化法，除錳一般采用接觸氧化法，曝氣氧化法除鐵系指原水經(jīng)曝氣后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe2+全部或大部分氧化為Fe3+，進(jìn)入濾池過濾;接觸氧化法除鐵(除錳)系指原水經(jīng)曝氣溶氧后未經(jīng)完全氧化很快進(jìn)入濾池，濾料經(jīng)過一定的成熟期后在其表面形成鐵質(zhì)(或錳質(zhì))活性濾膜，利用活性濾膜的催化作用進(jìn)行除鐵(除錳)。
(1)錳砂濾料鐵錳共存時(shí)，原水含鐵量低于2.0～5.0mg/L(由于水質(zhì)的不同，北方可采用2.0、南方可采用5.0)、含錳量低于1.5mg/L，單級(jí)過濾一般可同時(shí)去除鐵和錳，當(dāng)水中鐵錳含量超過上述值
時(shí)，鐵將明顯干擾除錳，應(yīng)采取先除鐵后除錳的工藝，并嚴(yán)格控制一級(jí)除鐵效果。
(2)、鐵、錳超標(biāo)的地下水水質(zhì)千差萬別，因此除鐵、除錳工藝流程的選擇，應(yīng)掌握較詳細(xì)的原水水質(zhì)資料，有條件的應(yīng)進(jìn)行除鐵除錳試驗(yàn)，無條件試驗(yàn)時(shí)應(yīng)參照原水水質(zhì)相似水廠的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。
二、曝器裝置：曝氣是地下水除鐵除錳的重要環(huán)節(jié)，原水水質(zhì)不同，采用的工藝不同，曝氣程度的要求也不同;曝氣的方法有多種，各種曝氣裝置的復(fù)雜程度、運(yùn)行成本、管理的難易程度、曝氣效果均有差異，因此本條規(guī)定曝氣裝置應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、曝氣程度的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定（天然錳砂濾料）。
錳砂濾料在我國(guó)的發(fā)展歷史，建國(guó)初，除鐵主要是自然氧化法，曝氣反應(yīng)沉淀加砂濾；該工藝復(fù)雜，設(shè)備大，停留時(shí)間長(zhǎng)（2～3h），且效果不穩(wěn)定。20世紀(jì)50年代，哈工大將天然錳砂濾料用作濾料，發(fā)現(xiàn)其對(duì)二價(jià)鐵氧化有催化作用；水曝氣后進(jìn)入濾池，就能獲得良好效果，簡(jiǎn)化流程，停留時(shí)間短至0.5h，降低投資，成為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)并迅速推廣。
經(jīng)典理論認(rèn)為催化劑是錳砂濾料中二氧化錳，但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)覆蓋鐵質(zhì)的舊錳砂比新錳砂活性強(qiáng)；對(duì)此反復(fù)試驗(yàn)，證實(shí)錳砂濾料表面覆蓋的鐵質(zhì)薄膜有催化作用，即催化劑是鐵質(zhì)活性濾膜而非二氧化錳，進(jìn)而提出鐵質(zhì)活性濾膜接觸氧化除鐵工藝。這是重要?jiǎng)?chuàng)新；按該原理，錳砂只是載體。新濾料表面沒有鐵質(zhì)活性濾膜，除鐵效果不佳。為加快濾膜生成，投產(chǎn)初可采用培養(yǎng)濾膜的措施：低濾速，
低反洗強(qiáng)度和較長(zhǎng)的反洗周期，或投加成熟濾料接種；或投加二價(jià)鐵鹽和調(diào)節(jié)pH等，即人造銹砂技術(shù)。除鐵技術(shù)發(fā)展表明，社會(huì)需求是科技發(fā)展推動(dòng)力，實(shí)踐則是創(chuàng)新源泉；在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，使曝氣鐵質(zhì)活性濾膜接觸氧化除鐵工藝走向成熟。
二、我國(guó)地下水除錳技術(shù)的發(fā)展化學(xué)氧化是應(yīng)用早的除錳法，但建國(guó)初限于其成本，只在少數(shù)情況下使用。
1958年，在哈爾濱按自然氧化法建成一個(gè)除鐵除錳水廠，投產(chǎn)后除鐵較好，但除錳不佳，一年后具有優(yōu)異除錳能力；進(jìn)而發(fā)現(xiàn)錳砂濾料表面生成了黑色活性濾膜，對(duì)二價(jià)錳氧化有催化作用，使二
價(jià)錳能在中性pH被去除；這是重要發(fā)現(xiàn)。活性濾膜的成分以錳的氧化物為主，稱為錳質(zhì)活性濾膜。
1978年，在哈爾濱以天然錳砂濾料為濾料建成一水廠，投產(chǎn)后在濾料成熟前依靠錳砂吸附除錳，成熟后則為接觸氧化除錳。水廠投產(chǎn)后，出水含錳量始終達(dá)標(biāo)。1981年，劉超等在吉林九臺(tái)，對(duì)高鐵錳地下水進(jìn)行大規(guī)模中試，采用了多種處理工藝，使用了多種濾料，在獲得良好除鐵錳效果的工藝中，除錳濾料上都自然生成了錳質(zhì)活性濾膜。
此外，多座除錳水廠也都觀察到濾料表面自然生成錳質(zhì)活性濾膜。基于大量生產(chǎn)和試驗(yàn)，提出了曝氣錳質(zhì)活性濾膜接觸氧化除錳工藝。近年來，人們對(duì)錳質(zhì)活性濾膜除錳機(jī)理的認(rèn)識(shí)不斷深化。
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錳砂濾料是采用天然錳礦砂經(jīng)過水洗、打磨、除雜、干燥、磁選、篩分、除塵等工藝成砂，在經(jīng)過將加工好的錳砂按照一定的級(jí)別比例配合而成，是目前國(guó)內(nèi)質(zhì)量?jī)?yōu)良、晶粒致密、機(jī)械強(qiáng)度大、化學(xué)活性強(qiáng)、不易破碎、不溶于水等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)濾料。這種濾料具有水處理濾料的級(jí)配比例，使它在單位體積內(nèi)有比表面積、強(qiáng)的截污能力、氧化催化作用和小的反沖洗流失率。那么錳砂濾料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
和工作原理又有哪些呢？常見規(guī)格的錳砂濾料外觀呈褐色會(huì)淡灰色，觸感比較粗糙。主要用于生活飲用水的除鐵、除錳過濾裝置，濾水效果非常好。大家都知道，地下水中的鐵是以二價(jià)鐵的形式存在，大多數(shù)地下水會(huì)有異色異味，工業(yè)用水中這些鐵元素因?yàn)樾再|(zhì)比較活躍，記憶在設(shè)備的表面形成鐵垢，長(zhǎng)時(shí)間的累積就會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且會(huì)腐蝕設(shè)備，造成設(shè)備的快速折損。錳砂中的MnO2與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使Fe2+變?yōu)镕e3+并生成Fe(OH)3沉淀，從而利用錳砂過濾器的反沖洗功能達(dá)到去除凈化的目的。當(dāng)含有鐵、錳的水長(zhǎng)期通過濾料表面時(shí)，在濾料表面就會(huì)生成鐵質(zhì)和錳質(zhì)濾膜。由于該性濾料對(duì)鐵、錳的吸附能力更強(qiáng)，所以經(jīng)過改性濾料可以縮短鐵質(zhì)、錳質(zhì)濾膜的形成時(shí)間。用于地下水除鐵和除錳的天然錳砂濾料，其錳的形態(tài)應(yīng)以氧化錳為主，按照含錳量的高低，對(duì)于不同用途水質(zhì)錳砂濾料的選擇也各有不同，含錳量（以MnO2計(jì)，下同）小于35%的天然錳砂濾料，既可用于地下水除鐵，又可用于地下水除錳；含錳量為20%～30%的天然錳砂濾料，只宜用于地下水除鐵；含錳量小于20%的錳礦砂則不宜采用。
在使用錳砂濾料進(jìn)行過濾時(shí)，反沖洗時(shí)間一般為5-15分鐘，濾料表面的“活性濾膜“結(jié)構(gòu)比較硫松，能在長(zhǎng)時(shí)間的沖洗中破壞，所以濾池的反沖洗應(yīng)以不破壞濾料表面的“活性論膜”為度。否期會(huì)引起濾后水質(zhì)嚴(yán)重惡化，用戶在使用的過程中一定要格外的注意著一點(diǎn)。
