顾名思义,它是两种技术的结合:
多介质锰砂过滤器 (Multi-media Filtration):指滤罐中填充了两种或两种以上不同粒径、不同密度的滤料。通常从上到下,滤料的密度由小到大,粒径则由大到小排列。
常见配置:上层无烟煤(密度小,颗粒粗)、中层石英砂(密度中等,颗粒中等)、底层磁铁矿或石榴石(密度大,颗粒细)。
优点:这种结构可以形成“深层次”过滤,大的杂质被上层滤料截留,小的杂质可以深入到下层被更精细的滤料捕获,从而大大提高过滤精度和纳污能力,延长清洗周期。
锰砂过滤 (Manganese Sand Filtration):特指使用天然锰砂作为主要滤料。天然锰砂的主要成分是二氧化锰(MnO₂),它是处理水中铁(Fe)、锰(Mn)离子的核心物质。
将两者结合,多介质锰砂过滤器就是指以天然锰砂作为核心滤料之一,再配合其他滤料(如无烟煤、石英砂等)共同构成滤层的过滤设备。它同时具备深度机械过滤和化学氧化除铁除锰的双重功能。
其工作原理包含两个主要部分:
物理过滤(机械截留):
水流自上而下通过多层滤料,水中的悬浮物、胶体、泥沙、有机物等杂质被滤层逐级截留,从而使得水质变得澄清。这是多介质过滤的共性。
化学氧化与催化(除铁除锰的核心):
这是锰砂发挥关键作用的环节。天然锰砂表面的二氧化锰对水中的二价铁(Fe²⁺)和二价锰(Mn²⁺)有极强的氧化和吸附作用。
4Fe²⁺ + MnO₂ + 2H₂O -> 4Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4OH⁻
(铁被氧化)
2Fe²⁺ + 4OH⁻ -> 2Fe(OH)₃↓
(形成氢氧化铁沉淀)
锰的氧化过程类似,最终生成MnO₂沉淀。
除铁:二氧化锰能将水中可溶性的二价铁离子氧化成不溶性的三价铁化合物(Fe(OH)₃),形成沉淀后被锰砂滤料截留吸附。
除锰:同样地,二氧化锰能将二价锰离子氧化成不溶性的二氧化锰,并吸附在锰砂表面。新生成的二氧化锰又成为新的催化剂,参与反应,因此锰砂的催化能力会随着使用而增强(称为“成熟期”)。
化学反应式(简化):
需要注意的是:当原水铁锰含量较高或pH值较低时,通常需要增加曝气工序。曝气(如通过曝气塔、射流器等)可以向水中充氧,提高氧化效率,同时散除水中的二氧化碳,提高pH值,更有利于铁锰的氧化去除。