錳砂除鐵、錳理論與工藝

錳砂除鐵、錳理論與工藝

錳砂除錳理論與工藝：錳常見的化合價有＋2、＋4、＋6、＋7 四種價位，其中＋6 價和＋7 價錳在天然水中一般不穩定，實際中可以認為不存在。＋2 價錳溶于水是要去除的主要對象，＋4 價錳則常以固體物質MnO2 及水合物的懸浮粒子形式存在于水中，其溶解度甚低，不足為害。錳比鐵去除難得多，Fe2+在pH＞7.0 的情況下就能夠迅速氧化為Fe3+，而水中二價錳則需在pH＞9.5 時，才能比較迅速地氧化為MnO2 析出。地下水的pH 值一般在7.5 以下，必須加以適宜條件，反應才能進行。接觸氧化除錳工藝流程比較簡單，原水經簡單曝氣之后進入除錳濾池，在錳砂濾料表面的錳質活性濾膜的作用下，Mn2+被水中的溶解氧氧化為MnO2，并吸附在濾料表面，使濾膜得到更新，該過程也是自催化反應。
關于錳砂濾料活性濾膜的組成有幾種不同的觀點，接觸催化物為MnO2，接觸氧化除錳與接觸氧 化除鐵的工藝非常類似，都是簡單曝氣后直接過濾，水力停留時間短。但由于鐵錳性質略有不同，因而影響因素也有所不同。前已述及，鐵的氧化還原電位比錳低，二價錳較難被氧化成四價錳，所以其濾速比除鐵濾速低，一般為8～10 m／h。而且二價鐵對四價錳成為還原劑，大大阻礙二價錳的氧化。錳的去除遠較鐵為困難，鐵錳共存時，鐵對錳的去除有干擾。在濾層中，要先完成對鐵的去除，才能開始除錳，由于錳的電位比鐵要高的多，因此錳比鐵需要的能量要高很多，要獲得穩定的除錳效果，Fe2+的界限質量濃度約為2 mg／L，才會有很好的效果。
無論是接觸氧化還是生物去除均需要6.0 以上的pH 值和對鐵的處理效果的支持，才能完成。
1.3 錳砂濾料對曝氣濾池性能的影響；
1.3.1 錳砂濾料粒徑；
由于錳砂濾料的膨脹率的影響，錳砂濾料的粒徑的大小決定了濾池的反沖效果和過濾效果，因此錳砂濾料的選擇應以50%為宜，例如一號料為18-26mm，二號則應為10-14mm，三號為6-8mm，四號為2-4mm，五號為1-2mm，這樣的級配對于錳砂濾料的反沖及濾速均有很好的益處。確定錳砂濾料粒徑應考慮待濾水性質、預期達到的濾后水水質標準、濾池類型、可利用的水頭損失等因素。粒徑與濾池
運行參數的關系見下表。
1.3.2 錳砂濾料流失
主要原因包括：(1)濾床內積聚了氣體；(2)表面反沖洗持續時間過長(>5min)；(3)反沖洗強度
太高，尤其是在低水溫季節；(4)粒徑不匹配；(5)錳砂離V 形槽太近（錳砂大多已經形成銹砂）；(6)氣、水反沖洗程序安排不當；(7)池底集水系統漏砂等。
一般認為，在原深度基礎上變薄20%或總深度降低15cm 的流失是可接受的水平，而對表面沖洗系統，當濾床表面下降超過15cm 后，表面沖洗的優勢喪失。此外，濾層度變薄20%后，濾池的截污能力開始下降。
快濾池的補砂操作很簡單，將與原粒徑相同但不均勻系數略低的濾料鋪加到濾床表面。對不均勻系數的要求高些，主要是控制細砂阻濾而縮短濾池運行周期。補充用濾料必須與原濾料的物理特性匹配，從而保證各層濾料在反沖洗過程中均衡膨脹。
1.4 濾池的運行管理
運行濾池一定要嚴格按照操作規程進行，嚴格控制清水，反沖兩門的開度，并及時向負責人報告濾池的不正常現象，做好濾池的大修工作。
1.4.1 快濾池的操作與維護
（1）快濾池投產前的準備
普通雙閥快濾池大修后需作好投產前的準備工作。檢查所有管道和閘閥是否完好，各管口標高是否符合設計要求，特別是排水槽上緣是否水平。對錳砂濾料最好是在放入前進行嚴格的檢查確保順利運行。

★提示；在選擇錳砂濾料前應先對原水進行化驗分析，根據水質檢驗結果和出水量設計要求；選擇經過科學試驗或者生產使用證明能夠獲得良好除鐵、除錳效果的天然錳砂，品種規格合適粒徑級配合理的天然錳砂做濾料，以免造成不必要的損失和麻煩。