锰砂过滤器详解
一、核心功能与原理
主要用途
高效去除水中铁（Fe²+）、锰（Mn²+）离子，适用于地下水、井水等铁锰超标场景。
辅助去除部分有机物、色度及悬浮物。
工作原理
氧化反应：锰砂（含 MnO₂等活性成分）催化溶解氧与 Fe²+、Mn²+ 反应，生成 Fe (OH)₃、MnO₂・nH₂O 沉淀。
反应式：
4Fe²+ + O₂ + 10H₂O → 4Fe(OH)₃↓ + 8H+
2Mn²+ + O₂ + 2H₂O → 2MnO₂·H₂O↓ + 4H+
吸附过滤：沉淀被锰砂滤料截留，实现水质净化。
二、核心特点
滤料特性
天然锰砂：含 MnO₂≥35（高品位锰砂可达 45 以上），粒径 0.6-1.2mm。
人工催化滤料：表面涂覆 MnO₂或其他催化剂，增强氧化效率。
设备优势
无需化学药剂：依赖水中溶解氧（需曝气预处理）。
长期稳定：滤料使用寿命可达 3-5 年（视水质而定）。
处理精度：出水铁≤0.3mg/L，锰≤0.1mg/L（符合《生活饮用水卫生标准》GB5749）。
三、应用场景
饮用水处理：地下水除铁锰（如我国北方部分地区）。
工业用水：锅炉、冷却循环水系统防止铁锰结垢。
纺织 / 造纸：避免铁锰离子影响产品色度。
养殖业：控制水体中铁锰浓度，保障生物健康。
四、关键操作流程
曝气预处理
通过曝气装置（如穿孔管、射流器）向水中充氧，将溶解氧提升至 4-6mg/L。
曝气时间：5-10 分钟（根据铁锰含量调整）。
过滤运行
水流自上而下通过锰砂层，滤速 8-12m/h（高污染水源可降至 5-8m/h）。
运行周期：根据铁锰浓度确定，通常 24-48 小时。
反洗再生
触发条件：压差＞0.05MPa 或出水铁锰超标。
反洗步骤：
关闭进水阀，开启反洗排水阀，快速排水至滤层表面以上 10cm。
启动反洗泵，反洗强度 15-20L/(m²・s)，持续 10-15 分钟（确保滤料膨胀率 30-50）。
反洗后正洗至出水澄清（浊度＜5NTU）。
五、选型与设计要点
滤料选择
原水含铁＞5mg/L 或锰＞1mg/L 时，优先选用高品位锰砂（MnO₂≥40）。
含藻类或有机物较多时，可搭配石英砂或活性炭使用。
曝气方式
低铁锰含量（Fe≤3mg/L，Mn≤0.5mg/L）：采用跌水曝气或穿孔管曝气。
高铁锰含量：需机械曝气（如叶轮曝气）或化学氧化（投加 ClO₂、H₂O₂）。
罐体参数
直径：根据处理量计算（滤速 × 截面积 = 流量）。
高度：滤层厚度通常 1.0-1.5m，顶部预留 30 反洗膨胀空间。
六、维护与注意事项
定期检测
每日监测进水溶解氧（需≥4mg/L）、铁锰浓度及出水水质。
每周检查反洗效果，记录压差变化趋势。
滤料再生
若滤料板结或催化活性下降，可采用 1-2 硫酸溶液浸泡 24 小时（恢复 MnO₂活性）。
滤料流失率＞10 时需补充。
防冻与防腐
北方地区需保温，防止曝气后水温过低影响氧化效率。
罐体材质优先选择玻璃钢或不锈钢，避免锰砂酸性环境下腐蚀碳钢。