锰砂滤料除铁除锰的机理
锰砂滤料--除锰除铁滤料.
锰砂滤料产品介绍：（除铁、锰填料）锰砂滤料是采用优质天然锰矿石加工而成，外观呈褐色，对于地下水除铁、除锰过滤有独特的效果。
理化指标分析项目测试数据分析项目测试数据密度 2．66g/cm3 破碎率≤1.0%堆密度 1.85 g/cm3 磨损率≤1.0%含泥量≤ 2.5% MnO2 30-40%产品简介：锰砂是选用块状锰矿和天然砂作原料，经破碎筛选加工而成。
外观粗糙、呈褐色，天然锰砂中含有MnO2，它是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化剂，含锰量（以MnO2计，下同）不小于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，含锰量低于20%的则不宜采用。
产品详情：锰砂具有良好的除锰除铁功能，是给水排水行业最理想的产品。
作为锰砂滤料的锰形态主要以二氧化锰为主，用户可根椐不同的处理目的。
目前，对使用天然MnO2矿砂除铁，其原理有二种：一种是以所谓滤膜的作用，锰砂表面有一层较强的氧化作用。
另一种是锰矿砂本身反铁催化作用，将水中的二价铁催化成三价铁，再把三价铁千周附着在锰矿砂颗粒表面从而起到除铁的目的。
天然二氧化锰能氧化水中二价铁为三价铁使其沉淀除去，使水清净。
二氧化锰被水中的溶解氧氧化成七价锰的氧化物。
七价锰再将水中的二价铁氧化成三价铁。
天然锰矿砂是一种很强的氧化剂，能对水中股价铁起氧化作用。
锰砂理化分析：锰砂滤料是采用优质天然锰矿石为原料，经机械破碎多次筛选而成，外观粗糙多棱角，呈褐色，晶粒致密，硬度高，耐腐蚀，损失少，使用寿命长，在水中浸泡不溶解，过滤水中含锰量不增加，天然锰砂具有良好的除铁除锰性能，是地下水和工业用水含铁离子和锰离子进行除铁，除锰处理的必备产品。
锰砂滤料是采用国内质量优良、晶粒致密、机械强度大、化学活强、不易破碎、不溶于水的天然锰矿砂。
经水洗打磨除杂、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺成砂。
再把加工好的锰砂按一定的级配调合而成。
水处理设备装置相关除铁锰技术
水处理设备装置相关除铁锰技术一、工作原理除铁锰水处理设备装置的工作原理：利用氧化方法将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸咐过滤去除，达到降低水中铁锰含量的目地。
滤料采用精制石英砂和精制锰砂。
精制锰砂的主要成分是二氧化锰(MnO2)它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。
精制锰砂中的MnO2 的含量很高，其除铁效果非常理想，含铁锰地下水的PH值大于5.5与精制锰砂接触即可将Fe2+ 氧化成Fe3+其反应如下：2Mn2+ +O2 +2H2O=2MnO2 +4H+4MnO2 +3O2 =2Mn2O7Mn2O7 +6Fe2+ +3H2O=2MnO2 +6Fe(OH)3Fe(OH)3沉淀物经精制锰砂滤层后被去除。
所以精制锰砂层起着催化和过滤双层作用。
锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在精制锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，使能起催化作用。
活性滤膜是由 R型羟氢化铁R―FeO(OH)所构成，它能与Fe2+进行离子交换反应，并置换出等当量的氢离子。
资源共享来源于莱特莱德上海水处理设备工程公司Fe2+ +FeO(OH)=FeO(OFe) + +2H+结合到化合物中二价铁，能讯速地进行氧化和水解反应，又重新生成羟其氧化铁，使催化物质得到再生。
Fe0(OFe)+ +O2 +H2O=2FeO(OH)+H+新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。
除铁锰水处理设备装置，广泛用于矿泉水，纯水预处理除铁锰沉淀，以及在地热工程和游泳池工程中的前期水处理除铁锰等二、系统结构特点除铁锰水处理设备装置由本体、引射曝气装置、中间加压泵、反冲泵、控制系统、供水泵及管网系统组成。
本设备采用国际上最新技术“活性生物膜接触氧化法”对地下水进行除铁除锰。
含铁锰下水经曝气后，水中铁离子开始氧化，当水流经锰砂、滤层过滤时，由于滤料的化学作用及滤料表面的铁(锰)细菌(多芽胞锈菌属、含铁嘉氏铁杆菌，单细胞铁细菌及锈色披毛菌等)的生物化学作用。
除铁锰工艺之除水中铁锰方法
除铁锰工艺之除水中铁锰方法01工作原理及工艺流程1、工作原理◆ ◆ ◆地下水中的铁，一般是以二价铁离子状态（Fe2+）存在。
当加入氧气时，氧与水中二价铁反应，使二价铁氧化成三价铁（Fe3+），并呈深黄色胶体状态，当这些胶体状态的铁遇到细小的孔隙，便难于通过，即会累积于过虑物表面，并在滤料颗粒表面生成具有接触催化活性的铁质滤膜，这种滤膜可以充分吸附三价铁，最后去除水中过量的铁，使其满足用水要求。
其主要反应式如下：Fe2++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+滤料的成熟期，与地下水的水质，特别是水中含铁量、滤料的粒径、滤层的厚度、滤速等因素有关。
水中含铁量在≤10mg/L时，抽水过滤持续到2~3天；含铁量在10~20mg/L时，需持续抽水到7天左右。
滤料的滤速为10~15m/h时，可以达到除铁效果；如果需要除锰滤速为≤6m/h，才能达到除锰目的。
2、工艺流程◆ ◆ ◆地下水中除铁、锰的工艺流程及设计方案因地下水中含铁、含锰、及其pH值的高低、处理水量的大小不同而不同。
当水中含铁量<10mg>10mg><>2滤料要求及反冲洗时间控制该装置对滤料和承托层的选择有严格的要求。
因此，滤料化学成份稳定性、机械强度、颗粒级配、厚度等，如果设计不合理，会直接关系到处理效果。
1、滤料的选择◆ ◆ ◆地下水除铁锰最常用的滤料有天然锰砂。
锰砂呈黑色，要求二氧化锰含量一般在40~50%，粒径0.6~2.0mm，磨损率<><0.23%，堆比重1.8g m3，孔隙率="">50%。
除此之外，还常用天然石英砂、砂砾石，分别作滤料和承托层。
石英砂要求粒径0.5~1.2mm，二氧化硅含量>98.5%，盐酸可溶率<><0.04%，比重>2.55g/cm3，磨损率<0.4%，孔隙率>43%，破碎率<0.8%，堆比重1.75g>0.8%，堆比重1.75g>2、滤料和承托层的厚度◆ ◆ ◆滤料和承托层的厚度根据原水中水质和目标水质要求而确定。
除铁锰设备工艺原理及流程简介
除铁锰设备工艺原理及流程简介地下水中常含有过量的铁和锰，而长期饮用含铁、含锰高的水对人体不利。
水中含铁较高时，水有铁腥味，影响水的口味，作为造纸、纺织、印染、化工和皮革等生产用水，会降低产品质量;洗涤衣物会出现黄色或棕黄色斑渍;铁质沉淀物会滋长铁细菌，阻塞管道，有时会出现红水。
而含锰量较高的水所发生的问题与含铁量较高的情况相类似，并且在工业领域中，水中的铁、锰含量过高对设备具有一定的腐蚀从而缩短设备的使用寿命。
根据我国生活饮用水质标准规定，凡是生活饮用水中铁含量大于0.3毫克/升，锰含量大于0.1毫克/升的必须进行净化处理。
除铁锰设备主要应用于地下水高铁,高锰地区经处理后的水符合国家饮用水标准。
●工艺原理地下水中的溶解性铁、锰，一般以低价Fe2+、Mn2+形态存在，在pH值为6.8～7.2的条件下，高价铁锰化合物呈胶凝聚沉降，用过滤的方法即可去除。
本设备采用天然锰砂为过滤介质。
除铁原理为地下水中二价铁离子，经曝气后，流经滤层过滤时，被覆盖在滤料表面的生物膜吸附并在催化的作用下被溶解氧所氧化，并吸附在滤料上，氧化生成三价铁的氧化物，作为新的滤膜参与新的催化反应，待产水运行一个周期反洗将过剩的氧化物冲掉。
除锰原理同上。
滤层由于离子选择吸收原理，先除铁后除锰。
当含铁地下水经天然锰砂滤层过滤时，锰砂滤层对水中铁质起着两方面作用：1. 催化与氧化作用，加速水中二价铁氧化为三价铁。
2. 截留分离作用，将铁质从水中分离出去，并截留于滤层之中，这两个作用在锰砂滤层中一般是同时完成的。
●工艺流程1.当地下水中含铁浓度在5~10mg/l，含锰浓度在1~ 2mg/l 时，或地下水中仅含铁而不含锰时，含铁浓度在10mg/l左右时，可采用曝气――单级除铁除锰过滤。
工艺流程：地下水→深井泵→曝气装置→水箱→过滤泵→除铁除锰装置→蓄水池→用水单位。
2.若地下水中含铁、锰较高时，即铁大于10mg/l、锰大于2mg/l时，宜采用曝气――双级除铁除锰过滤。
除铁锰工艺
除水中铁锰方法一、工作原理及工艺流程1、工作原理地下水中的铁，一般是以二价铁离子状态（Fe2+）存在。
当加入氧气时，氧与水中二价铁反应，使二价铁氧化成三价铁（Fe3+），并呈深黄色胶体状态，当这些胶体状态的铁遇到细小的孔隙，便难于通过，即会累积于过虑物表面，并在滤料颗粒表面生成具有接触催化活性的铁质滤膜，这种滤膜可以充分吸附三价铁，最后去除水中过量的铁，使其满足用水要求。
其主要反应式如下：Fe2++FeO(OH)→FeO(OFe)++H+FeO(OFe)++O2＋H2O→FeO(OH)＋H+滤料的成熟期，与地下水的水质，特别是水中含铁量、滤料的粒径、滤层的厚度、滤速等因素有关。
水中含铁量在≤10mg/L时，抽水过滤持续到2~3天；含铁量在10~20mg/L时，需持续抽水到7天左右。
滤料的滤速为10~15m/h时，可以达到除铁效果；如果需要除锰滤速为≤6m/h，才能达到除锰目的。
2、工艺流程地下水中除铁、锰的工艺流程及设计方案因地下水中含铁、含锰、及其pH值的高低、处理水量的大小不同而不同。
当水中含铁量<10mg/L，pH＝5.5时，设计为一次曝气、一级过滤；当水中含铁量10~20mg/L、pH ＝5.5时，设计为一次曝气、二级串联过滤；当水中含铁锰均要去除时，原则上先除铁后除锰；当水中含铁、锰量比较低、pH值较高时，可以采用加大罐体直径，减慢滤速，用单级过滤予以去除。
当被除铁、除锰的原水pH 值<6.8时，需向原水加碱或石灰拌搅成碱化溶液，提高pH值后，才能把水中的锰离子去除。
当水中含二氧化碳时，应首先将原水进行一次或二次曝气，去除水中的侵蚀性二氧化碳，再除铁、锰。
典型常用的工艺流程如下图。
二、滤料要求及反冲洗时间控制该装置对滤料和承托层的选择有严格的要求。
因此，滤料化学成份稳定性、机械强度、颗粒级配、厚度等，如果设计不合理，会直接关系到处理效果。
1、滤料的选择地下水除铁锰最常用的滤料有天然锰砂。
锰砂过滤器
杭州上下水处理设备有限公司锰砂过滤器（除铁锰过滤器）是利用锰砂的催化作用，使水中的二价铁、锰离子氧化成三价离子，而后用天然锰砂吸附过滤，以达到降低水中铁、锰离子含量的目的。
1.产品特点：多数地区地下水含铁达5～15mg/L，高达20～39 mg/L，含锰量达0.5～2.0mg/L，甚至超过2.0 mg/L。
铁超标地下水以Fe2+状态存在的，所以刚抽上来时，水质清澈干净，但有铁腥味。
时间稍长，水质即变混浊。
Fe2+极易污染离子交换树脂，使树脂中毒而降低交换能力。
Fe2+使反渗透膜受污染而失效。
含铁水做锅炉补给水时，容易结垢，不仅影响传热，而且容易引起管壁腐蚀。
冷却水中含铁量超过0.5mg/L时，铁会促使铁细菌繁殖，产生的粘泥除了会堵塞管路外，还会加速设备的腐蚀。
除铁锰过滤器内置天然锰砂含有的高价锰能将水中的Fe2+氧化成Fe3+，同时在锰砂滤杭州上下水处理设备有限公司层表面形成有催化作用的“活性滤膜”，可以进一步提高除铁效果，集了氧化、离子置换、截留和澄清等过程，根据客户水质情况作出合理的设计工艺，达到可靠、稳定的效果。
水中除铁除锰一定需要曝气，将空气中的氧使二价铁，二价锰氧化，生成Fe(OH)3,MnO2,根据水中铁锰含量高低，选用射流曝气或曝气塔内置空心多面球曝气。
根据铁锰含量高低采用一级或多级串联除铁锰过滤器过滤，即可满足处理要求，出水含铁量0.3mg/L,含锰量0.1 mg /l，符合国家生活饮用水标准。
2.应用范围：铁锰过滤器广泛应用于生活饮用水、食品、造纸、纺织、印染、饮料、医药、电子和火力发电等行业给水的净化中。
3.技术参数：工作压力：0.05MPa-0.6MPa工作温度：５℃～40℃单机流量：0.5 m³/h -125 m³/h操作方式：手动或自动控制产品规格：ф173-ф3500过滤速度：5m/h-10m/h筒体材质：304、316L、Q235衬胶、衬塑、涂环氧、FRP4.产品规格：更多详情请拨打联系电话或登录杭州上下水处理设备有限公司官网/咨询。
锰砂
一、天然锰砂除铁除锰机理及方法；天然锰矿砂除铁除锰机理及方法；其一以所谓滤膜的作用，利用锰砂表面层较强的氧化作用、直接接触氧化过滤去除水中铁。
其二锰矿砂中的二氧化锰与含铁锰水接触后起催化作用，将水中的二价铁催化成三价铁，再把三价铁千周附着在锰砂颗粒表面从而起到除铁的目的，天然锰砂中二氧化锰能氧化水中二价铁为三价铁使其沉淀除去，二氧化锰被水中的溶解氧氧化成七价锰的氧化物，七价锰再将水中的二价铁氧化成三价铁使水清净。
铁以Fe2+的状态曾于地下（井）水中，其水有异色异味，污染离子交换树脂而降低交换能力，长时间后生成铁垢，影响传热，能腐蚀设备。
而锰砂中的MnO2与Fe2+发生氧化还原反应，使Fe2+变为Fe3+并生成 Fe(OH)3沉淀，从而利用锰砂过滤器的反冲洗功能达到去除净化的目的。
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。
二、除铁除锰用天然锰砂的技术要求；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，切不可盲目选用以免造成经济损失。
（1）、天然锰砂滤料的平均密度一般为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）、天然锰砂滤料的盐酸可溶率不应大于3.5%（百分率按质量计，下同）。
（3）、天然锰砂滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%。
锰砂的除铁除锰工艺
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；
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 经的锰铁砂F滤e2层+、时锰，M被n天2+离然子锰开砂始吸氧附化、，催形化成，不生溶成于氢水氧的化F物e3水+和合M分nO子2【，流Fe （OH）3.H2O】和【Mn（OH）nXH2O】形成新的活性滤膜。
锰砂滤料粒度常有： 0.5~1.0mm,1.0~2.0mm,2.0~4.0mm,4.0~8.0
分析项目 MnO2含量% SiO2含量% 铁含量 % 泥含量%
数据 20~45 17~20 20左右 <3.0
分析项目 盐酸可溶率% 破碎率 % 磨损率% 堆密度g/cm3
数据 <3.0 <1.0 <1.0 1.65~2.2
铁锰氧化方程式：
（如Fe（HCO3)2、Mn（HCO3)2为例
4Fe (HCO3)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3+8CO2
4Mn (HCO3)2 +O2+H2O=4Mn(OH)3+8CO2
2021/3/10
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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）：
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锰砂滤料除铁除锰的机理
锰砂滤料是以天然锰矿石为原料，经破碎、水洗打磨除杂、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺制成。
再把加工好的锰砂按一定的级配调制成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。
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、铁和二氧化硅等，产地不同每种物质的含黄不同，锰砂滤料主要用于去除地下水中的铁、锰和砷等有害物质的过滤装置中，滤水效果非常好。
锰砂滤料粒径通用的规格有0.4—0.6mm, 0.6—1.2mm, 1—2mm, 2—4mm, 4—8mm, 8—16mm, 16—32mm，特殊规格可另行加工。
给水处理中采用的锰砂滤料堆积密度在1. 9g/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。
锰砂滤料主要用来处理含铁、锰的地下水，它是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。
地下水除铁除锰的任务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。
3.1.
4.1锰砂的除铁机理
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。
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。
3.1.
4.2锰砂的除锰机理
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。