一、工作原理

1. 氧化過程

• 鐵離子氧化：水中的二價鐵離子（）在有氧條件下被氧化為三價鐵離子（）。這個過程通常需要合適的 pH 值（一般在 6.8 - 7.2 之間）和足夠的溶解氧。其反應式為。生成的氫氧化鐵（）是一種難溶性沉淀物，這是去除鐵離子的關鍵步驟。

• 錳離子氧化：錳離子的氧化相對復雜。在合適的條件下，二價錳離子（）被氧化為四價錳離子（），反應式為。形成的二氧化錳（）沉淀同樣是后續過濾去除的重要對象。這些氧化反應可以通過自然曝氣（利用空氣中的氧氣）或添加化學氧化劑來實現。

2. 過濾過程

• 氧化反應后形成的鐵、錳沉淀物需要通過過濾從水中分離。除鐵錳過濾器內部裝填有濾料，如石英砂、無煙煤和錳砂等。這些濾料有一定的孔隙結構，當含有沉淀物的水通過濾料層時，沉淀物被攔截在濾料表面和孔隙內，而凈化后的水則透過濾料層流出。例如，錳砂本身含有二氧化錳，在過濾過程中它不僅起到攔截沉淀物的物理過濾作用，還能催化氧化水中的鐵、錳離子，加速氧化反應。

二、結構組成

1. 罐體

• 內部包括布水系統和集水系統。布水系統位于罐體頂部，將進水均勻地分布在濾料層表面，可采用穿孔管布水或噴頭布水的方式。集水系統在罐體底部，主要由多孔板和濾帽組成，用于收集過濾后的水，防止濾料流失。

• 常用的罐體材質有碳鋼、不銹鋼和玻璃鋼。碳鋼罐體價格相對較低，但易生銹，所以需要進行防腐處理，如涂漆或襯膠。不銹鋼罐體（如 304 或 316 不銹鋼）具有良好的耐腐蝕性和較高的強度，適合處理對水質要求高或含有腐蝕性成分的水。玻璃鋼罐體質輕、耐腐蝕，且絕緣性好，適用于小型設備或對設備重量有要求的場景。

• 罐體一般為圓柱形，兩端有封頭。罐體上設有進水口、出水口、反沖洗進水口、反沖洗排水口、人孔和窺視孔等接口。

• 材質：

• 內部結構：

2. 濾料層

• 裝填時，先在罐底鋪一層石英砂（約 100 - 200mm 厚）作為承托層，防止濾料泄漏。然后裝填錳砂和無煙煤等濾料，濾料層總厚度一般在 800 - 1500mm 之間。裝填要保證濾料均勻分布，避免局部空缺或堆積過密。

• 錳砂：是主要的濾料，主要成分是二氧化錳（）。它的比表面積大、孔隙率高，對鐵、錳離子有很好的吸附和催化氧化能力。錳砂粒徑一般在 0.5 - 2.0mm 之間，不同粒徑可分層裝填以增強過濾效果。

• 石英砂：化學性質穩定，硬度高，耐磨。主要作為輔助濾料，增強濾層的穩定性，其粒徑通常在 0.4 - 1.2mm 之間。

• 無煙煤：有良好的吸附性能和孔隙結構，能吸附水中部分雜質，與錳砂和石英砂配合使用可優化濾層結構，提高過濾效率。粒徑一般在 1.0 - 2.5mm 之間。

• 濾料種類及特性：

• 裝填方式及厚度：

3. 曝氣系統（部分有）

• 通過控制曝氣時間、曝氣強度等參數來調節水中溶解氧含量，以適應不同水質和處理要求。例如，處理高濃度鐵、錳離子的水時，要適當增加曝氣強度和時間。

• 對于需要增加水中溶解氧的情況，有鼓風曝氣和射流曝氣等方式。鼓風曝氣是通過鼓風機將空氣輸送到水中，使空氣與水充分接觸；射流曝氣則是利用高速水流的噴射作用將空氣帶入水中。

• 曝氣設備包括曝氣頭、曝氣管道等，用于將空氣均勻地分布在水中，以促進鐵、錳離子的氧化。

• 曝氣方式：

• 控制參數：

三、性能特點

1. 高效去除鐵錳

• 能夠有效去除水中鐵、錳離子，使出水鐵含量可降至 0.3mg/L 以下，錳含量降至 0.1mg/L 以下，滿足飲用水和多數工業用水的水質要求。

2. 運行穩定

• 設備結構合理，只要定期反沖洗和維護，就能長期穩定運行。濾料使用壽命較長，正常情況下錳砂等濾料可使用 3 - 5 年，減少了設備更換頻率和運行成本。

3. 操作簡便

• 操作和維護相對簡單，不需要復雜技術和專業人員。反沖洗可根據設定的時間、壓力差或流量等參數自動或手動控制。通過窺視孔能觀察濾料狀態和過濾過程，便于及時發現問題。

4. 適應性強

• 能根據不同水質和處理要求，通過調整濾料種類、曝氣參數等方式優化。對不同濃度鐵、錳離子和不同水源都能取得較好的處理效果。

四、應用領域

1. 飲用水處理

• 在地下水作為飲用水源的區域，除鐵錳過濾器是關鍵設備。它能去除水中鐵、錳離子，消除顏色和異味，提高飲用水質量和安全性。

2. 工業用水處理

• 在紡織印染、造紙、化工等行業，對水中鐵、錳離子含量要求嚴格。該過濾器能提供合格工業用水，防止鐵、錳離子在設備和產品上形成沉淀和污漬，確保產品質量和設備正常運行。

3. 泳池水處理

• 游泳池水中鐵、錳離子會導致水質變色、渾濁。除鐵錳過濾器可有效去除這些離子，保持泳池水質清澈透明，為游泳者提供良好環境。