除鐵除錳濾料錳砂技術(shù)升級，新錳砂濾料對亞鐵離子的動態(tài)吸附容量

除鐵除錳濾料錳砂技術(shù)升級，新錳砂濾料對亞鐵離子的動態(tài)吸附容量

    在我國地下水除鐵技術(shù)中，廣泛采用曝氣接觸氧化的除鐵方法。曝氣接觸氧氣除鐵法，是使曝氣地下水中的亞鐵離子不經(jīng)氧化與溶解氧一同進(jìn)入接觸濾層，在濾層的接觸催化作用下完成亞鐵離子的氧化和截留。天然錳砂濾料除鐵是在我國已得到廣泛應(yīng)用的一種接觸氧化除鐵法；人造銹砂和自然形成的銹砂除鐵法，是七十年代在我國實(shí)驗(yàn)成功的另一種接觸氧化除鐵法。
    經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明，吸附于錳砂濾料表面的亞鐵離子，在有溶解氧的情況下，能被氧化為高鐵。但是，在新濾料表面生成的高鐵氫氧化物，與在成熟濾料表面生成的具有強(qiáng)烈催化活性的鐵質(zhì)濾膜，在性質(zhì)上有很大不同。首先，在新濾料表面生成的高鐵氫氧化物具有非常密實(shí)的構(gòu)造。新濾料層與成熟濾層的對比試驗(yàn)表明，在濾層都截留相同的鐵量時（某次試驗(yàn)為2g），成熟濾層的水力阻抗竟比新濾層高40倍。
    所以，在新錳砂濾料表面生成的高鐵氫氧化物比成熟濾料表面的活性濾膜要密實(shí)得多含鐵地下水曝氣充氧后，通過新錳砂濾料層過濾，由于新濾料具有吸附能力，所以具有一定的除鐵能力。與此同時，濾料表面開始成生具有催化活性的鐵質(zhì)濾膜。所以，新濾料在成熟過程中，同時具有吸附除鐵和接觸氧化除鐵兩種作用。新濾料過濾初期，接觸氧化除鐵作用很小，所以以吸附除鐵為主。隨著濾料吸附能力的消耗，除鐵能力降低，濾層出水含鐵濃度逐漸增大。
    另一方面，在錳砂濾料表面生成的活性濾膜的除鐵能力則不斷增大，當(dāng)活性濾膜除鐵能力的增大速率超過了吸附除鐵能力的減小速率時，濾層出水含鐵濃度便開始出現(xiàn)下降趨勢。由于活性濾膜的接觸氧化除鐵過程是一個自動催化過程，所以濾膜除鐵能力的增大具有加速的特征，使濾層出水含鐵濃度的變化過程線在峰值后略具上凸的形狀，直至出水濃度降至要求值。之后，濾層出水的含鐵濃度便穩(wěn)定在很低的數(shù)值，它表明濾料已趨于成熟。這樣，可以把濾料的成熟過程分為三個階段；第一階段為新錳砂濾料的吸附除鐵作用占優(yōu)勢，稱為吸附段；第二階段為鐵質(zhì)活性濾膜的催化除鐵作用占優(yōu)勢，并具有加速進(jìn)行的特征，稱為加速催化段；第三階段表現(xiàn)為鐵質(zhì)活性濾膜的穩(wěn)定催化除鐵作用，稱為穩(wěn)定催化段，如圖3。穩(wěn)定催化除鐵過程連續(xù)進(jìn)行相當(dāng)時間，錳砂濾料最終完全成熟。完全成熟的濾料表面被鐵質(zhì)活性濾膜覆蓋而發(fā)黃，故常稱為銹砂是水徹底清涼。