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锰砂滤池反冲洗理论和实际反冲洗强度的控制

滤池反冲洗时,利用上升水流剪力使滤料得到清洗,滤料颗粒间的碰撞摩擦作用可忽略不计,这是当今颇具影响的反冲洗理论。本文在简要介绍该理论的同时,着重分析该理论所存在的问题,并在此基础上,对实际反冲洗机理作了定性描述。同时,对实际反冲洗强度和滤层膨胀度提出建议。鉴于尚缺乏充实的实验资料,本文的分析意见只是初步的,仅供进一步研究参考。

锰砂滤料反冲洗强度；

1.期终水头损失一般控制在1.5~2.5mm。
2.除铁除锰滤池采用粒径为0.6~1.2mm锰砂滤料时，冲洗强度为18L/s.m2；粒径为0.6~2.0mm时为22L/s.m2。其膨胀率分别为30%和22%。反冲洗时间为10~15min。
3.除铁滤池采用石英砂做滤料时，冲洗强度一般为13~15L/s.m2，膨胀率为30%~40%，冲洗时间在7min以上。

除锰滤池采用天然锰砂时，冲洗强度为16~20L/s.m2，膨胀率为15%~25%，石英砂滤料时，冲洗强度为12~14L/s.m2，膨胀率为27%~35%，冲洗时间为5~15min。

锰砂滤料对水中锰的去除研究
本实验以石英砂、陶粒为载体通过两种不同方法制备了锰氧化物披覆滤料,并采用实验柱装置进行了除锰试验,比较了通过微生物作用负载的锰氧化物与经过化学方法负载的锰氧化物在除锰效果上的差异及影响因素。试验首先通过不同方式对负锰滤料进行了制备,然后采用模拟柱方式进行了实验研究。结果表明两种负锰滤料的结构形态和物化性质各不相同,除锰效果及影响因素也不相同。
通过试验研究,主要得出以下结论:
1、采用盐酸与高锰酸钾反应在高温下形成的负锰滤料,对水中的Mn2+具有良好的去除效果,去除机理是通过滤料上的锰氧化物对水中锰离子的吸附、氧化等作用来完成的。
2、通过微生物作用形成的负锰滤料,其表面含有大量锰细菌氧化水中锰产生的锰氧化产物,对水中的锰离子具有良好的去除效果。电镜扫描结果发现负载于滤料上的锰氧化物以一种胞外聚合的形态存在,且黑色的锰氧化物在滤料上形成多层累积,这使生物法形成的锰氧化物经历的时间较长,单位质量滤料上的负载量较大,除锰效果相对稳定。
3、对两种不同方法获得的滤料进行对比发现,尽管两种滤料的外观形态与除锰效果大体相近,但是化学法形成的负锰滤料单位质量滤料上的负锰量为1.341 mg/g,而生物法形成的滤料负锰量为5.563mg/g,两者在负载量上有较大差距。柱实验的除锰效果表明,两种滤料对水中锰的去除效果都在70%左右,远高于未负载锰氧化物的空白滤料。
4、原水pH值在5.5~8.5的范围时,两种滤料都有较好的除锰效果,当进水pH值降至3时,化学法负锰滤料表面溶出的锰较多,而生物法负锰滤料则较少;当进水锰浓度由1mg/L增加到5mg/L时,两种滤料短时间内的除锰效果都下降到40%以下的情况,可见原水浓度的剧烈波动会影响滤柱的正常除锰效果。当反冲洗强度由2L/m2·s提高到10L/m2·s时,化学法与生物法制备的负锰滤料的除锰效果分别下降了16%和25%。