地下水除铁除锰为什么要选用锰砂做滤料？

地下水除铁除锰为什么要选用锰砂做滤料？

一、锰是人体必需的元素，缺乏时可导致发育迟缓、生殖障碍、胎儿畸形，运动失调等；但过量时也会导致人体中毒，进人人体的锰以难溶的磷酸盐形式积蓄在脑、肝等器官，主要损害神经系统，引起锰中毒、颤抖、麻痛等综合症。生活中，自来水中过量的锰会在日常用具、洗涤物上产生斑渍，工业生产中过量的锰会严重影响造纸、纺织、印染等行业。因此，严格控制自来水生产中锰的含量的尤为重要。我国北方城市的生活饮用水主要来源是地下水。锰在地球上分布十分广泛，在花岗岩地质较为多见。地下水中锰的来源主要是地层中的锰溶于流经的地下水中，其次是工厂排出的含锰的废水和深埋地下废弃的干电池中的锰，在缺氧而有一氧化碳存在的条件下，形成水溶性的重碳酸盐渗透进入地下水。在常规水处理中，锰很难被除去，由于自来水中加入了消毒剂氯气，使可溶性的锰在配水管网中逐渐被氧化成黑色的MnO2和MnO吸附在自来水管壁，受自来水冲刷而脱落，形成黑水。所以原水为地下水的自来水厂，必须除锰。
二、地下水除锰常用的几种方法
地下水中的锰常以二价锰的形式存在，在水中极不稳定。向水中加入氧化剂后，二价锰氧化成难溶于水的四价锰的氢氧化物或水合氧化物而沉淀。
在PH值中性范围内，二价锰几乎不能被溶解氧氧化，必须在催化剂的作用下才被氧化成四价锰。因此，不能依靠自然氧化法去除地下水中的锰。现在常见的除锰方法有：臭氧氧化法、曝气除锰法、二氧化氯除锰法。
三、曝气除锰法在自来水生产中的应用与探索
曝气除锰即为接触氧化法除锰，包括曝气、过滤两个主体过程。
曝气除锰法的反应机理：
通过曝气向原水中溶人氧，以满足氧化二价锰的需要，水中的二价锰盐在过滤时在滤料上被催化氧化，氧化后的产物在滤料中被除去。氧化吸附机理为
Mn2＋ 的氧化：2M'nO2．MnO(X—1)H2O+ O2十+2H2o=4MnO2．XH2O十
Mn2＋的吸附： Mn。 + MnO2．XH2O —MnO2．MnO(X— 1)H2O+ 2H
曝气除锰法的工艺流程：地下水一曝气池一过滤池CL2一储水池一用户曝气的过程是地下水经过一定的压力送到曝气池，在曝气池中把原水释放到曝气口进行三级跌落，每一次跌落都让原水与空气充分接触，使原水中溶人足够的氧，以满足氧化二价锰的需要。
过滤是继曝气后接触氧化的连续过程。对成熟的滤料进行分析发现，在锰砂滤料表面有高价铁锰化合物和大量的细菌，它们在滤料表面逐渐生成活性膜，并优先吸附二价锰离子，然后在催化作用下发生氧化反应。传统工艺中经常使用单层石英砂，原水中既含有Mn2＋，也含有Fe2＋，由于Mn2＋的氧化还原电位高于Fe2＋，在溶解氧及PH值相同的曝气条件下，Mn2＋ 比Fe2＋更难氧化。成熟的石英砂滤料对Fe2＋ 的吸附能力较强，对Mnz 的吸附较弱。而优质的锰砂，其成分中含有对Mn。 有催化氧化作用的MnO2，运行初期滤料上就能附着大量的MnO2，锰质活性滤膜很容易形成，运行过程中对Mn2＋ 的吸附能力很强，同时对Fe2＋ 的吸附能力也较强。国家《生活饮用水卫生标准)GB,5749—85规定，饮用水中Mn2+的含量不得超过0．1mg／l。一些经济发达国家将标准定为小于或等于0．05 mg／1)。运行一年后，我们对每月的原水和出厂水中锰的含量做了检测，比较如下：
曝气过滤工艺有效地降低了水中锰的含量，出厂水中锰的含量达到了生活饮用水的卫生指标。
滤池使用中，滤层中截留的悬浮物的量逐渐增多，滤层空隙率逐渐减小，滤池中的滤料也有被水头压实的过程。当水头损失增加到一定程度时就会引起滤池水位上升，当升到最高水位时，过滤就得停止，对滤池进行反冲洗。过滤停止后，完成一个过滤周期。
反冲洗是用高速水流产生的剪力去除截留在滤料层中的杂质。虽然去除了杂质，但是也带来了另一方面的副作用。反冲洗后新投入运行的滤池，滤后出厂水的浊度偏高。对出厂水浊度偏高的原因分析如下：滤池反冲洗中间，由于滤床的膨胀、滤料间的翻腾作用，使滤料发生对流现象。对流将滤料层表面的脏滤料带入滤床深部，使下部滤床的洁净度降低。停止冲洗后，未冲净的滤料滞留在下部，当新的过滤周期开始时，影响初期过滤水质。
降低出厂水浊度的途径：
在现有清水管的下方加装一排水管，新的过滤周期开始后，先排放一定时间的初滤水，待检测滤过的初滤水浊度达标后，再正常投入使用。
三、结束语
随着现代工业的发展，地下水不同程度的受到污染，选择好的除锰方法去除地下水中的锰，不但解决了管网水中的黑水水质难题，减少了人体过量摄入锰的危害，同时全面提高了净水水质质量。

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