高效連續(xù)性錳砂過(guò)濾器設(shè)備

鐵和錳在地下（井）水中幾乎同時(shí)存在，水中含鐵量較高時(shí)，水有鐵腥味，影響水的口感，作為造紙、紡織、印染、化工和皮革精致等生產(chǎn)用水，會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量，含鐵水可使生產(chǎn)用具發(fā)生銹斑，洗滌衣物會(huì)出現(xiàn)黃色或棕黃色斑漬，鐵質(zhì)沉淀物Fe2O3會(huì)滋長(zhǎng)鐵細(xì)菌，阻塞管道，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅水。而含錳量較高的水與含鐵量高的情況相類似，如使水有色、嗅、味，損害紡織、造紙、釀造、食品等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，家用器具會(huì)污染成棕色或黑色，洗滌衣物會(huì)有微黑色或淺灰色斑漬。為此我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）規(guī)定，鐵含量≤0.3㎎/L，錳含量≤0.1㎎/L，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的原水須經(jīng)除鐵除錳處理。長(zhǎng)時(shí)間飲用含鐵含錳量過(guò)高的水還會(huì)嚴(yán)重影響身體健康，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕能力*

高效連續(xù)性錳砂過(guò)濾器設(shè)備

１ 原水水質(zhì)及處理流程
雙城市地下水水質(zhì)見(jiàn)表１。表中硬度為碳酸鹽硬度，以ＣａＣＯ３計(jì)。針對(duì)上述地下水水質(zhì)中硬度以及鐵、錳超標(biāo)的情況，采用了圖１所示的水處理工藝流程。石灰乳采用商品氧化鈣配制，設(shè)１座石灰乳配制槽和２ 座石灰乳投加槽。石灰投加量以Ｃａ（ＯＨ）２計(jì)約為１５０ｍｇ／Ｌ，投加后水的ｐＨ 由６．５提高到７．６。跌水曝氣池不易為碳酸鈣沉淀堵塞，池中跌水高度為０．８ｍ，跌水堰單寬流量為３７．６ｍ３／（ｍ·ｈ），跌水曝氣后水中溶解氧含量為４．０～４．４ｍｇ／Ｌ。水在網(wǎng)格絮凝池中的絮凝時(shí)間為１６ｍｉｎ。考慮到碳酸鈣沉淀易產(chǎn)生堵塞，故采用較大的斜管，外接圓直徑５０ｍｍ，斜管沉淀池清水區(qū)水的上升流速取為１．８ ｍｍ／ｓ，池底采用鏈條式刮泥機(jī)排泥。一級(jí)濾池采用石英砂濾料，粒徑０．６～１．２ｍｍ，濾層厚度１．０ ｍ，濾速７．３５ ｍ／ｈ，強(qiáng)制濾速８．８１ｍ／ｈ，反沖洗強(qiáng)度１４Ｌ／（ｓ·ｍ２），反沖洗時(shí)間７ｍｉｎ。
考慮到在水的ｐＨ為７．６條件下，水中的溶解氧難以自然氧化水中二價(jià)錳，故于石英砂濾池后增設(shè)了有除錳作用的天然錳砂濾池。二級(jí)濾池中的天然錳砂濾料粒徑０．６～１．２ｍｍ，濾層厚度１．０ｍ，濾速５．５ｍ／ｈ，強(qiáng)制濾速６．３ｍ／ｈ，反沖洗強(qiáng)度２０Ｌ／（ｓ·ｍ２），反沖洗時(shí)間８ｍｉｎ。高硬度含鐵含錳地下水經(jīng)上述工藝處理后，出水水質(zhì)如表２，水的ｐＨ 在處理過(guò)程中由７．６下降到７．２，而水的硬度和鐵、錳含量皆降至《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求的限值以下，處理效果良好。
地下水中的硬度是碳酸鹽硬度，存在形式以為Ｃａ（ＨＣＯ３）２和Ｍｇ（ＨＣＯ３）２，投加石灰乳Ｃａ（ＯＨ）２后其化學(xué)反應(yīng)為［１］：
Ｃａ（ＨＣＯ３）２＋ Ｃａ（ＯＨ）２＝２ＣａＣＯ３↓＋２Ｈ２Ｏ
Ｍｇ（ＨＣＯ３）２＋Ｃａ（ＯＨ）２＝ＣａＣＯ３↓＋ＭｇＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ
ＭｇＣＯ３＋Ｃａ（ＯＨ）２＝Ｍｇ（ＯＨ）２↓＋ＣａＣＯ３↓
曝氣向水中溶解氧氣，同時(shí)去除水中的部分二氧化碳和有臭蛋味的硫化氫，通過(guò)自然氧化法用溶解氧氧化二價(jià)鐵離子，其化學(xué)反應(yīng)為［２］：
２Ｆｅ２＋＋１／２Ｏ２＋５Ｈ２Ｏ＝２Ｆｅ（ＯＨ）３↓＋４Ｈ＋生成的ＣａＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２和Ｆｅ（ＯＨ）３均為沉淀物，水中ＣａＣＯ３和Ｍｇ（ＯＨ）２含量很大，具有很好的絮凝作用，使各種沉淀物在絮凝池中絮凝，在沉淀池和濾池中去除。Ｆｅ（ＯＨ）３與高濃度ＣａＣＯ３和Ｍｇ（ＯＨ）２共沉淀，促進(jìn)了鐵的去除，使出水中鐵含量降至０．１ｍｇ／Ｌ以下。
Ｍｎ２＋ 在ｐＨ９．０～９．５時(shí)才能快速被溶解氧自然氧化，而在ｐＨ７．６條件下，Ｍｎ２＋ 難以通過(guò)自然氧化去除［２］，在本工藝中，Ｍｎ２＋ 得到高效去除，可能是生成的高濃度ＣａＣＯ３和Ｍｇ（ＯＨ）２沉淀物對(duì)水中的Ｍｎ２＋ 有一定的吸附作用，此外，二級(jí)天然錳砂濾池對(duì)Ｍｎ２＋ 有吸附及接觸氧化作用，從而使錳得以去除。