锰砂的除铁除锰工艺.ppt

概述 含盐量较高的苦咸水区域的井水呈还原态 含有二价铁 锰离子 现象 1 烧开后 水会变红 2 用这种水洗衣服后 衣服会出现锈迹斑 3 饮用这种井水 会感到一种苦涩味道 长期饮用 影响人们身体健康 我国地下水中含铁一般在5 10ppm 锰含量为0 5 2ppm 分布面积较广 主要在东北平原 西北高原 华北 河南及沿海一带 铁锰在水处理的影响 一 污堵反渗透膜和纳滤膜 1 即使SDI 5 反渗透及纳滤进水亚铁含量低于0 1ppm 还是会出现污堵问题 2 这种含铁锰的地下水对膜污染的主要原因是铁 铝和淤泥 硅酸铁或硅酸铝 3 FeCO3的容积度较低 但Fe HCO3 2则是可溶的 故铁锰离子主要与HCO3 离子结合存在 4 引起膜面铁污堵可能情况 氧气进入到含二价铁的水中 高碱度水源形成FeCO3 铁与硅反应形成难溶性的硅酸铁 絮凝剂引起的胶体状铁 与含有H2S的水源混合 形成黑色难溶硫化铁FeS 管道铁锈 受铁还原细菌的氧化作用 将会加剧生物膜的滋生和铁垢沉积 二 污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用 1 阳树脂可以去除溶解状铁 但铁含量超出0 05ppm时 会污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用 2 胶体和有机物 铁复合物通常不能被树脂吸附 锰砂物理化学性能 天然锰砂呈褐色或淡灰色 晶粒致密 机械强度大 化学活性强 不易破碎 不溶于水 锰砂滤料粒度常有 0 5 1 0mm 1 0 2 0mm 2 0 4 0mm 4 0 8 0 锰砂外观 除铁除锰原理 一 氧化理论 天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁Fe2 氧化成三价铁Fe3 并形成Fe OH 3沉淀 而锰Mn2 离子氧化形成不溶于水的MnO2和Mn2O3 利用锰砂过滤器的反洗功能将其除去 化学反应式 Fe2 2MnO2 H2O Fe OH 3 Mn2O3 H MnOMn2O7 4Fe2 2O2 6H2O 3MnO2 4Fe OH 3Mn2 MnO2 2H2O MnO2 MnOH2O 2H 二 活性滤膜 理论天然地下水 流经锰砂滤层时 水中低价铁锰离子先被覆盖锰砂表面的 活性滤膜 吸附 然后被氧化水解 生成氢氧化物水合分子 Fe OH 3 H2O 和 Mn OH nXH2O 形成活性滤膜 并作为新的催化剂参与接触氧化反应 使得活性滤膜不断增厚和自我修复 以到达去除铁锰的作用 为加快活性滤膜的生成 缩短锰砂的稳定期 提高除铁除锰效果 一般在锰砂过滤器的进水采取氧化法 氧化常用曝气或加氧化剂的方法 当含铁Fe2 锰Mn2 离子的地下水经过曝气或加入氧化剂后 水中的铁Fe2 锰Mn2 离子开始氧化 形成不溶于水的Fe3 和MnO2 流经锰砂滤层时 被天然锰砂吸附 催化 生成氢氧化物水合分子 Fe OH 3 H2O 和 Mn OH nXH2O 形成新的活性滤膜 铁锰氧化方程式 如Fe HCO3 2 Mn HCO3 2为例4Fe HCO3 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 8CO24Mn HCO3 2 O2 H2O 4Mn OH 3 8CO2 锰砂过滤器运行参数 1 锰砂粒度 1 0 2 0mm 粒度越小 运行压差大 粒度越大 出水浊度大 2 填充高度 1000 1500mm 由进水铁锰含量确定 3 运行流量 6 10m h 除铁 5 8m h 除锰 4 反洗水强度 4 10L M2 S 一般选用25M3 M2 H 5 反洗时间 5 15分钟6 运行周期 根据原水的浊度而定 一般不小于8小时 7 出水要求 饮用水标准 含铁量 0 3mg l含锰量 0 1mg l出水浊度 3FTU 除铁除锰工艺选择 1 当原水含铁量低于2 0ppm 含锰量低于1 5ppm时 可采用 曝气 单级过滤除铁除锰工艺 要求进水PH值宜大于7 0以上2 当原水含铁或含锰量超出上值时 选用 曝气 氧化 一级过滤除铁 二级过滤除锰工艺 要求进水PH值宜大于7 0以上3 当原水受硅酸盐影响时 采取 曝气 一级过滤除铁 曝气 二级除锰工艺 二级除锰进水PH值宜大于7 0以上 锰砂过滤器运行注意事项 1 由于锰砂需要生成一个活性滤膜 在初次运行时 锰砂滤层应该连续冲洗30 50小时 不能脉冲式进水冲洗 锰砂滤膜的成熟期一般10 30天2 PH的调控 PH越高 铁Fe2 锰Mn2 离子的氧化率越高 PH 5 5时 铁的转化率明显加快 PH 9时 锰的氧化率也会明显加快3 锰砂过滤器停用后 滤层会发生松动 活性滤膜会受影响 出水水质会变差 长期停运的锰砂过滤器再次启动时 必须进行冲洗4 活性滤膜比较疏松 不能长时间大水量冲洗 因此反洗时间必须考虑活性滤膜的稳定5 粒度 填充高度的选择和配置 水处理除铁除锰其它方法 1 阳树脂软化 2 絮凝 3 选用合适的阻垢剂 4 氧化 介质过滤 5 反渗透法 反渗透除铁 处理含铁含锰的地下水 一定要防止整个系统与空气或氧化剂接触 同时低PH值有利抑制Fe2 的氧化 当PH 6 氧含量小于0 5ppm 最大Fe2 浓度为4ppm 锰砂的再生 锰砂经过使用一段时间后 锰砂表面不断吸附铁锰 吸附层越来越厚 逐渐发生 饱和 和 钝化 现象 也可能出现 锈砂 情况 慢慢失去除铁除锰效果 更换锰砂成本高 费时 因此需要进行再生处理 方法如下 1 药液配比 高锰酸钾溶液5 10 2 根据锰砂过滤器的直径 算出其容积 如黄山顶津 过滤器为D2400mmXH1500mm 锰砂总容积在4 5M3 3 打开排气阀 排水阀 排水时间10 15分钟 把水位放低到滤层上方10CM 4 打开再生泵进出水阀 罐体再生进出阀 启动再生泵 5 打开药箱进水阀 药箱满水后 慢慢向药箱加入300 600Kg高锰酸钾固体 溶解后吸入罐体内 6 当全部药液溶解吸入后 继续循环3 5小时 再生结束 7 再