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一、錳砂的除鐵機(jī)理：
錳砂濾料的除鐵機(jī)理是采用接觸氧化法，使地下水的鐵離子與溶解氧一同進(jìn)入錳砂濾層，在錳砂濾層的接觸催化作用下，完成鐵離子的氧化和截留。在過(guò)濾初期，以吸附除鐵為主，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，濾料吸附除鐵能力逐漸減弱，濾后水含鐵量有升高趨勢(shì)。與此同時(shí)，濾料表面開(kāi)始生成具有催化活性的鐵質(zhì)濾膜，但接觸氧化能力較小，所以新濾料在形成濾膜的過(guò)程中，同時(shí)具有吸附除鐵和接觸氧化除鐵兩種作用。到后期活性鐵質(zhì)濾膜漸趨成熟，當(dāng)活性濾膜除鐵能力的增長(zhǎng)速率超過(guò)其吸附除鐵能力的減小速率時(shí)，濾層出水含鐵量又開(kāi)始降低。這樣，活性濾膜的接觸氧化除鐵作用逐漸增強(qiáng)而取代了新濾料的吸附除鐵作用。當(dāng)濾料成熟后，濾層出水的含鐵濃度便處于穩(wěn)定。在除鐵過(guò)程中，濾料表面逐漸形成了鐵質(zhì)活性濾膜，新鮮鐵質(zhì)活性濾膜的催化活性強(qiáng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵質(zhì)濾膜逐漸老化，其催化活性也逐漸減退。
因此。濾料表面鐵質(zhì)活性濾膜必須在連續(xù)的除鐵過(guò)程中得到新的補(bǔ)充，在原來(lái)濾料上不斷覆蓋上新的濾膜，使濾膜始終保持著新鮮而具有很高的催化活性。錳砂濾料成熟期短主要是因?yàn)槠浔砻娲植诘奶攸c(diǎn)，但形成鐵質(zhì)活性濾膜重要的條件是水中鐵離子的含量，鐵離子占總鐵的百分?jǐn)?shù)越高，成熟越快，無(wú)鐵離子時(shí)，根本不能形成活性濾膜。錳砂濾料表面鐵質(zhì)活性濾膜的不斷更新錳砂濾料接觸氧化除鐵過(guò)程正常進(jìn)行的必要條件。
二、錳砂的除錳機(jī)理錳砂濾料采用接觸氧化法除錳的機(jī)理基本與除鐵機(jī)理相同。
含錳地下水曝氣后經(jīng)錳砂濾料過(guò)濾，使高價(jià)錳的氫氧化合物逐漸附著在濾料表面上，形成錳質(zhì)活性濾膜。成為黑色或暗黑色的錳質(zhì)熟砂。這種熟砂具有接觸催化作用，能加快氧化速度，使水中的二價(jià)錳在較低的ph值條件下被氧化成高價(jià)錳而被去除。另外，根據(jù)溶膠粒子優(yōu)先吸附和它組成相同或相近粒子的這一規(guī)則，含有二氧化錳的錳砂能夠很好地吸附水中的錳離子。有關(guān)研究認(rèn)為，二氧化錳吸附錳離子后因使之氧化成錳的四價(jià)氧化物沉淀下來(lái)而被過(guò)濾去除掉。與此同時(shí)，二氧化錳本身被還原為三氧化二錳，可見(jiàn)二氧化錳起了電子交換劑的作用。
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