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锰砂,天然锰砂,锰砂过滤器,锰砂滤料除铁除锰的机理,锰砂除铁除锰滤料成熟期

作者来源:gysxlc       发布时间: 2017-12-28 9:19:03    标签:锰砂 天然锰砂 锰砂过滤器 锰砂滤料 除铁除锰的机理 锰砂除铁除锰滤料成熟期
导读:
天然锰砂滤料主要适用于处理含铁/锰的地下水,利用天然锰砂中二氧化锰的催化氧化作用,将溶解性的Fe2+和Mn2+氧化为非溶解性的三价铁和四价锰,并通过投加的絮凝剂将三价铁和四价锰化合物颗粒絮凝增大,然后通过过滤去…

锰砂
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天然锰砂滤料简介  
        天然锰砂滤料是以天然锰矿石为原料,经破碎、水洗、烘干、磁选、筛分等工艺生产而成。天然锰砂滤料的外观粗糙,呈黑褐色或淡灰色,接近圆球形,主要成分是二氧化锰、铁、二氧化硅等,产地不同的天然锰砂所含种物质的成分也不同,天然锰砂滤料主要适用于处理含铁/锰的地下水,利用天然锰砂中二氧化锰的催化氧化作用,将溶解性的Fe2+和Mn2+氧化为非溶解性的三价铁和四价锰,并通过投加的絮凝剂将三价铁和四价锰化合物颗粒絮凝增大,然后通过过滤去除。
 天然锰砂滤料产品性能用途
        天然锰砂滤料主要适用于去除地下水中的铁、锰、砷等有害物质的过滤装置中,处理效果好。除铁除锰水处理中采用的锰砂滤料堆积密度在1. 8g/cm3左右,磨损率破碎率之和<1.2%,盐酸可以溶解锰砂滤料,因此不能在偏酸性的水中应用锰砂滤料。 天然锰砂滤料外观粗糙、呈褐色,具有良好的除锰除铁功能,是给水排水行业最理想的产品。天然锰砂除铁是一种接触催化除铁工艺中尚好材料,适合于地下水含铁量小于20mg/L的除铁。天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁氧化成三价铁,同时在表面形成有催化作用的“活性滤膜”,进一步提高了除铁效果。含铁水经曝气后,只经天然锰砂一次过滤,基本可以完成全部除铁过程。
锰砂滤料除铁除锰成熟期
       天然锰砂滤料地下水除铁除锰是通过锰砂上面沉积的棕黄色活性滤膜完成的,并非锰砂本身,除铁的膜称为铁质活性滤膜,除锰的膜称为锰质活性滤膜。石英砂、无烟煤等滤料也能产生除铁除锰的活性滤膜,但是它们形成活性滤膜的成熟期较长,在同样的试验水质条件下,锰砂滤料为36天,无烟煤为71天,石英砂为96天。由此可见,石英砂的成熟期最长,无烟煤次之,锰砂最短。锰砂滤料处理铁锰含量高的地下水,成熟期短,可降低水处理生产成本和提高去除效率。天然锰砂滤料具有水处理滤料的级配比例,使它在单位体积内有最大的比表面积和截污能力。 
天然锰砂滤料技术要求及选用须知
       天然锰砂中含有 MnO2,它是 Fe2+ 氧化成 Fe3+ 的良好催化剂。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,下同)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。
       1.天然锰砂滤料平均密度一般为3.2g/cm3至3.6g/cm3范围内。使用中对密度有特殊要求者除外。
       2.天然锰砂滤料可溶率不应大于3.5%(百分率按质量计,下同)。
       3.天然锰砂滤料破碎率和磨损率之和不应大于3%。
       4.天然锰砂滤料应不含肉眼可见泥土、页岩和外来碎屑,含泥量不应大于2.5%。
       5.天然锰砂滤料水浸出液应不含对人体有毒、有害物质。
地下水铁锰超标危害
       根据我国生活饮用水卫生标准规定其铁含量≤0.3㎎/L,锰含量≤0.1㎎/L,长时间饮用含铁含锰量过高的水会严重影响身体健康;对于纺织印染、食品等行业的产品会生成斑点;对生产设备腐蚀能力强。
锰砂过滤器除铁除锰机理及工艺流程
锰砂过滤器除铁除锰工艺流程
天然锰砂滤料除铁机理
        天然锰砂滤料的除铁机理是采用接触氧化法,使地下水中的Fe2+与溶解氧一同进入锰砂滤层,在锰砂滤层的接触催化作用下,完成Fe2+的氧化和截留。在过滤初期,以吸附除铁为主,经过一段时间后,滤料吸附除铁能力逐渐减弱,滤后水含铁量有升高趋势。与此同时,滤料表面开始生成具有催化活性的铁质滤膜,但接触氧化能力较小,所以新滤料在形成滤膜的过程中,同时具有吸附除铁和接触氧化除铁两种作用。到后期活性铁质滤膜渐趋成熟,当活性滤膜除铁能力的增长速率超过其吸附除铁能力的减小速率时,滤层出水含铁量又开始降低。这样,活性滤膜的接触氧化除铁作用逐渐增强而取代了新滤料的吸附除铁作用。当滤料成熟后,滤层出水的含铁浓度便处于稳定。     
        天然锰砂滤料在除铁过程中,滤料表面逐渐形成了铁质活性滤膜,新鲜铁质活性滤膜的催化活性最强,随着时间的延长,铁质滤膜逐渐老化,其催化活性也逐渐减退。因此,滤料表面铁质活性滤膜必须在连续的除铁过程中得到新的补充,在原来的滤膜上不断被盖上新的滤膜,使滤膜始终保持着新鲜而具有很高的催化活性。锰砂滤料成熟期短主要是因为其表面粗糙的特点,但形成铁质活性滤膜最重要的条件是水中Fe2+的含量,Fe2+占总铁的百分数越高,成熟越快,无Fe2+时,根本不能形成活性滤膜。锰砂滤料表面铁质活性滤膜的不断更新是锰砂滤料接触氧化除铁过程正常进行的必要条件。 
天然锰砂滤料的锰机理      
        天然锰砂滤料采用接触氧化法除锰的机理基本与除铁机理相同。含锰地下水曝气后经锰砂滤层过滤,使高价锰的氢氧化合物逐渐附着在滤料表面上.形成锰质活性滤膜,成为黑色或暗黑色的“锰质熟砂”。这种熟砂具有接触催化作用,能加快氧化速度,使水中的二价锰在较低的pH值条件下被氧化成高价锰而被去除。另外,根据溶胶粒子优先吸附和它组成相同或相近粒子的这一规则,含有MnO2的锰砂能够很好地吸附水中Mn2+。有关研究认为,MnO2吸附Mn2+后因使之氧化成锰的四价氧化物沉淀下来而被过滤去除掉。与此同时,MnO2本身被还原为Mn2O3氏,可见MnO2起了电子交换剂的作用。其除锰机理可以用下面两个步骤来表示。    
        ①锰砂通过离子交换作用吸附水中的Mn2+: Mn02 · An++ Mn2+→MnO2·Mn2++An+  (An+为锰砂表面的阳离子)      
        ②水中溶解氧在MnO2催化作用下把被吸附的Mn2+氧化成为MnO2。与此同时,MnO2起催化氧化作用,本身被还原为Mn2O3。
天然锰砂滤料常用规格粒径;
         0.5—1.2mm, 1—2mm, 2—4mm, 4—8mm, 8—16mm, 16—32mm,特殊规格可按用户要求另行加工。
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