一、概述

二、工作原理

1. 氧化反應原理

• 除鐵錳過濾器主要是通過氧化還原反應來去除水中的鐵和錳。對于鐵離子，在有氧和合適的 pH 值條件下，水中的二價鐵離子（Fe2?）會被氧化為三價鐵離子（Fe3?）。反應式為。三價鐵離子在水中的溶解度較低，會形成氫氧化鐵沉淀。

• 對于錳離子，其氧化過程相對復雜，通常需要強氧化劑和合適的催化劑。在合適的條件下，二價錳離子（Mn2?）被氧化為四價錳離子（Mn??），形成二氧化錳（MnO?）沉淀。反應式為。這些沉淀物可以通過過濾的方式從水中去除。

2. 過濾過程原理

• 經(jīng)過氧化反應后，水中形成的鐵、錳沉淀物需要通過過濾介質(zhì)進行攔截和去除。除鐵錳過濾器內(nèi)部裝有合適的過濾材料，如石英砂、無煙煤、錳砂等。這些濾料具有一定的孔隙結構，能夠阻止沉淀物通過，使凈化后的水通過濾層流出。例如，錳砂是一種常用的濾料，它本身含有二氧化錳，不僅可以作為過濾介質(zhì)，還能在過濾過程中起到催化氧化的作用，促進水中鐵、錳離子的氧化反應。

三、結構組成

1. 罐體

• 材質(zhì)與特點：罐體通常采用碳鋼、不銹鋼或玻璃鋼等材料。碳鋼罐體成本較低，但需要進行防腐處理，如涂漆或襯膠，以防止被水腐蝕；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，適用于對水質(zhì)要求較高或處理特殊化學物質(zhì)的場合；玻璃鋼罐體質(zhì)輕、耐腐蝕，并且具有良好的絕緣性，在一些小型或?qū)χ亓坑幸蟮脑O備中應用較多。

• 形狀與接口：罐體一般為圓柱形，兩端為橢圓形或球形封頭。罐身上設有進水口、出水口、反沖洗進水口、反沖洗排水口、人孔、窺視孔等接口。進水口和出水口用于正常過濾時水的進出；反沖洗進水口和排水口用于反沖洗操作，以清除濾料表面的沉淀物；人孔方便操作人員進入罐內(nèi)進行檢查、維修和更換濾料；窺視孔用于觀察過濾過程和濾料的狀態(tài)。

2. 濾料層

• 錳砂：是一種天然礦石，主要成分是二氧化錳（MnO?）。它的比表面積大，孔隙率高，對鐵、錳離子有良好的吸附和催化氧化作用。錳砂的粒徑一般在 0.5 - 2.0mm 之間，不同粒徑的錳砂可以分層裝填，以提高過濾效果。

• 石英砂：化學性質(zhì)穩(wěn)定，硬度高，耐磨損。它的主要作用是作為輔助濾料，增強過濾層的穩(wěn)定性和過濾效果。石英砂的粒徑通常在 0.4 - 1.2mm 之間。

• 無煙煤：具有良好的吸附性能和孔隙結構，能夠吸附水中的部分雜質(zhì)，并且可以與錳砂和石英砂配合使用，優(yōu)化濾層結構，提高過濾效率。無煙煤的粒徑一般在 1.0 - 2.5mm 之間。

• 濾料種類與特性：

• 裝填方式與厚度：濾料一般從罐底開始裝填，先裝填一層石英砂作為承托層，厚度約為 100 - 200mm，防止濾料泄漏。然后按照設計要求裝填錳砂和無煙煤等濾料，濾料層總厚度通常在 800 - 1500mm 之間。裝填時要保證濾料均勻分布，避免出現(xiàn)局部空缺或堆積過密的情況。

3. 布水系統(tǒng)和集水系統(tǒng)

• 布水系統(tǒng)：位于過濾器頂部，主要作用是將進水均勻地分布在濾料層的表面。常見的布水方式有穿孔管布水和噴頭布水。穿孔管布水是在布水管道上開有許多小孔，使水通過小孔均勻地灑在濾料層上；噴頭布水則是通過噴頭將水噴射成均勻的水霧狀，確保水能夠均勻地進入濾料層進行過濾，避免局部水流過快或過慢，保證過濾效果的均勻性。

• 集水系統(tǒng)：位于過濾器底部，主要由多孔板和濾帽組成。多孔板上有大量均勻分布的小孔，過濾后的水通過這些小孔匯集到集水系統(tǒng)的出水管道；濾帽安裝在多孔板的小孔上，其作用是防止濾料顆粒流失，同時保證水能夠順利地通過。集水系統(tǒng)能夠有效地收集經(jīng)過過濾后的清水，確保出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

4. 曝氣系統(tǒng)（部分設備有）

• 曝氣方式與設備：在一些除鐵錳過濾器中，需要進行曝氣操作來增加水中的溶解氧，以促進鐵、錳離子的氧化反應。曝氣方式有多種，如鼓風曝氣、射流曝氣等。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。曝氣設備還包括曝氣頭、曝氣管道等，用于將空氣均勻地分布在水中。

• 作用與控制：曝氣系統(tǒng)的作用是為鐵、錳離子的氧化提供足夠的氧氣。通過控制曝氣時間、曝氣強度等參數(shù)，可以調(diào)節(jié)水中的溶解氧含量，以適應不同水質(zhì)和處理要求。例如，在處理高濃度鐵、錳離子的水時，需要適當增加曝氣強度和時間，以確保鐵、錳離子能夠充分氧化。

四、性能特點

1. 高效去除鐵錳離子

• 除鐵錳過濾器能夠有效去除水中的鐵、錳離子，使出水的鐵含量可降低到 0.3mg/L 以下，錳含量可降低到 0.1mg/L 以下，滿足生活飲用水和大多數(shù)工業(yè)用水對鐵、錳含量的要求。

2. 運行穩(wěn)定可靠

• 設備結構合理，只要定期進行反沖洗和維護，就能保持長期穩(wěn)定的運行。濾料的使用壽命較長，在正常運行條件下，錳砂等濾料可以使用 3 - 5 年，減少了設備的更換頻率和運行成本。

3. 操作簡便

• 操作和維護相對簡單，不需要復雜的技術和專業(yè)人員。反沖洗操作可以根據(jù)設定的時間、壓力差或流量等參數(shù)自動進行，也可以手動控制。通過窺視孔可以觀察濾料的狀態(tài)和過濾過程，便于及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理。

4. 適應性強

• 可以根據(jù)不同的水質(zhì)條件和處理要求，通過調(diào)整濾料種類、曝氣參數(shù)等方式進行優(yōu)化。對于不同濃度的鐵、錳離子和不同的水源，都能取得較好的處理效果。

五、應用領域

1. 飲用水處理

• 在地下水作為飲用水源的地區(qū)，除鐵錳過濾器是的設備。它可以去除水中的鐵、錳離子，消除水的顏色和異味，提高飲用水的質(zhì)量和安全性，保障居民的健康。

2. 工業(yè)用水處理

• 在工業(yè)生產(chǎn)中，如紡織印染、造紙、化工等行業(yè)，對水中鐵、錳離子的含量有嚴格要求。除鐵錳過濾器可以為這些行業(yè)提供合格的工業(yè)用水，防止鐵、錳離子在設備和產(chǎn)品上形成沉淀和污漬，保證產(chǎn)品質(zhì)量和設備正常運行。

3. 泳池水處理

• 游泳池水中的鐵、錳離子會導致水質(zhì)變色、渾濁，影響泳池的美觀和衛(wèi)生。除鐵錳過濾器可以有效去除這些離子，保持泳池水質(zhì)清澈透明，為游泳者提供良好的游泳環(huán)境。