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锰砂滤料在我国的发展历史,建国初,除铁主要是自然氧化法,曝气反应沉淀加砂滤;该工艺复杂,设备大,停留时间长(2~3h),且效果不稳定。20世纪50年代,哈工大将天然锰砂滤料用作滤料,发现其对二价铁氧化有催化作用;水曝气后进入滤池,就能获得良好效果,简化流程,停留时间短至0.5h,降低投资,成为一项先进技术并迅速推广。
经典理论认为催化剂是锰砂滤料中二氧化锰,但实践发现覆盖铁质的旧锰砂比新锰砂活性强;对此反复试验,证实锰砂滤料表面覆盖的铁质薄膜有催化作用,即催化剂是铁质活性滤膜而非二氧化锰,进而提出铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺。这是重要创新;按该原理,锰砂只是载体。新滤料表面没有铁质活性滤膜,除铁效果不佳。为加快滤膜生成,投产初可采用培养滤膜的措施:低滤速,
低反洗强度和较长的反洗周期,或投加成熟滤料接种;或投加二价铁盐和调节pH等,即人造锈砂技术。除铁技术发展表明,社会需求是科技发展推动力,实践则是创新源泉;在实践中不断创新,使曝气铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺走向成熟。
二、我国地下水除锰技术的发展化学氧化是应用早的除锰法,但建国初限于其成本,只在少数情况下使用。
1958年,在哈尔滨按自然氧化法建成一个除铁除锰水厂,投产后除铁较好,但除锰不佳,一年后具有优异除锰能力;进而发现锰砂滤料表面生成了黑色活性滤膜,对二价锰氧化有催化作用,使二
价锰能在中性pH被去除;这是重要发现。活性滤膜的成分以锰的氧化物为主,称为锰质活性滤膜。
1978年,在哈尔滨以天然锰砂滤料为滤料建成一水厂,投产后在滤料成熟前依靠锰砂吸附除锰,成熟后则为接触氧化除锰。水厂投产后,出水含锰量始终达标。1981年,刘超等在吉林九台,对高铁锰地下水进行大规模中试,采用了多种处理工艺,使用了多种滤料,在获得良好除铁锰效果的工艺中,除锰滤料上都自然生成了锰质活性滤膜。
此外,多座除锰水厂也都观察到滤料表面自然生成锰质活性滤膜。基于大量生产和试验,提出了曝气锰质活性滤膜接触氧化除锰工艺。近年来,人们对锰质活性滤膜除锰机理的认识不断深化。
水处理用天然锰砂滤料和锰砂承托料筛分方法:称取干燥的滤料样品100g,置于一组试验筛(按筛孔由大至小的顺序从上到下套在一起)的上一只筛上,底盘放在下部。然后盖上顶盖,在行程140mm
、频率150次/min的振荡机上振荡20min,以每分钟内通过筛的样品质量小于样品总质量的0.1%作为筛分终点。然后称出每只筛上截留的滤料质量,以筛的孔径为横坐标,以通过该筛孔样品的百分数为
纵坐标绘制筛分曲线。根据筛分曲线评定天然锰砂滤料的粒径是否符合要求,或确定滤料的有效粒径和不均匀系数。
锰砂滤料是采用天然锰矿石经机械破碎、水洗、多次筛分加工而成。锰砂滤料主要成份为二氧化锰,锰砂滤料外观呈褐色,表面粗糙。锰砂滤料比重大、硬度高、不易磨损、破碎、化学性能稳定、不
含有毒物质,很强的氧化剂。锰砂滤料对水中的锰离子和铁离子起氧化和催化作用,能有效去除铁、锰成份。的过滤装置。天然锰砂是一种很强的氧化剂,能对水中二价铁起氧化作用,锰砂滤料常用
于饮用水除铁、除锰过滤装置,在除铁锰滤池中运行时,水中低价铁锰离子先被覆合锰砂滤膜吸附,然后被氧化和水解,(OH)3XH2O]和[Mn(OH)nXH2O]形成的活性滤膜,并作为新的催化剂参与接触氧化
反应,形成了覆合锰砂的自修复特性,使用一年的覆合锰砂,锰含量增加18.2%。铁含量增加4.8%;27.3%,铁含量增加14.3%.锰砂容重较低(为1.55~1.60g/cm3)。
锰砂过滤器在使用的时候对锰砂的规格及锰含量是否有要求呢?现在我们就来具体解析一下:1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。2天然锰砂滤料的平均密度一般为3.2g/cm^3至3.6g/cm^3范围内。使用中对密度有特殊要求者除外。3天然锰砂滤料的可溶率不应大于3.5%(百分率按质量计,
下同)。4天然锰砂滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%。5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%。6滤料的水浸出液应不含对人体有毒、有害物质。7锰矿承托
料的粒径:1)天然锰砂滤料的粒径范围,小粒径为0.5~0.6mm,大粒径为1.2~2.0mm。当对天然锰砂滤料的有效粒径和不均匀系数有特殊要求时,可按要求来选择滤料的粒径范围。2)在各种粒径范
围的天然锰砂滤料中,小于指定下限粒径的不应大于3%;大于指定上限粒径的不应大于2%。 锰砂滤料是用天然锰砂或锰矿石作原料,经筛选加工成含量不同的锰砂滤料。外观呈球状、褐色,具有
良好的除铁、除锰性能。作为锰砂滤料的锰形态主要以二氧化锰为主,用户可根据不同的处理目的,选用不同含量的产品,以MnO2含量不小于35%的锰砂滤料既可以除锰,又可以除铁,MnO2含量小于
30%,只宜地下水除铁。