锰砂过滤器在地下水处理中的除铁除锰工艺参数设定

锰砂过滤器地下水除铁除锰工艺参数设定

地下水铁锰多以二价离子形式存在，需通过曝气提供充足氧气，再经锰砂催化氧化生成难溶性氧化物，最终被滤料截留。参数设定核心是 “氧化充分、催化有效、截留稳定”，需按水质特性精准匹配。

一、预处理曝气参数设定

1. 曝气核心参数

气水比：按地下水铁锰总含量调整，总含量≤1mg/L 时气水比 1:3-1:4；1-2mg/L 时 1:4-1:5；＞2mg/L 时 1:5-1:6。

溶解氧目标：曝气后地下水溶解氧≥8mg/L，铁锰含量偏高时需提升至≥10mg/L，确保氧化反应充分。

曝气时间：独立曝气池水力停留时间 15-20min；无独立曝气池时，延长过滤器前端曝气接触时间至 10-15min。

2. 水质协同调整

pH 控制：曝气后 pH 维持在 7.0-8.5，此区间铁锰氧化速率最快，低于 7.0 时需投加碱剂回调。

水温适配：水温 10-25℃时按常规参数运行；低于 10℃时，气水比提高 20%，延长曝气时间至 25-30min，弥补低温对氧化效率的影响。

二、过滤工艺核心参数

1. 滤料相关设定

滤料选型：选用天然锰砂，MnO₂含量≥40%，确保催化活性；粒径级配为过滤层 0.8-1.2mm，支撑层 2-4mm。

滤层高度：总滤层高度 1.2-1.5m，其中过滤层 1.0-1.2m，支撑层 0.2-0.3m，保证截留空间与水流稳定性。

2. 运行参数设定

过滤流速：控制在 6-8m/h，流速过快易导致铁锰氧化物穿透，过慢则降低处理效率。

过滤周期：常规水质下设定为 24-36h；铁锰总含量＞2mg/L 时缩短至 18-24h；当进出口压差升至 0.08-0.1MPa，或出水铁锰超标，立即启动反洗。

三、反洗工艺参数设定

1. 反洗核心参数

反洗强度：过滤层反洗强度 15-18L/(m²・s)，支撑层 12-15L/(m²・s)，确保滤层膨胀率 60%-80%，剥离表面附着的铁锰泥。

反洗流程及时长：采用 “气洗 + 水洗 + 气水联合洗” 组合流程，气洗 8-10min，水洗 15-20min，气水联合洗 10min，总时长 33-40min。

2. 反洗水质与辅助措施

反洗水要求：选用含氧清水，水温与过滤水温偏差≤5℃，避免温差过大损伤滤料。

化学辅助反洗：铁锰含量偏高或反洗效果不佳时，反洗前注入 5-8mg/L 次氯酸钠溶液，浸泡 30min 后再反洗，强化铁锰泥剥离并恢复滤料活性。

四、特殊水质参数调整

1. 高铁高锰水质（总含量＞3mg/L）

强化曝气：气水比提高至 1:6-1:7，增设二级曝气池，延长氧化时间至 30min。

分段过滤：采用 “一级粗滤 + 二级精滤”，一级滤料粒径 1.0-1.2mm，二级 0.8-1.0mm，提升截留效果。

药剂辅助：曝气时投加 1-2mg/L 高锰酸钾，强化氧化催化，降低滤料负荷。

2. 低 pH 水质（pH＜6.5）

pH 回调：曝气前投加碱剂，将 pH 调整至 7.0-7.5，再按常规参数运行。

强度优化：气水比提高 20%，过滤流速降至 5-6m/h，确保氧化反应充分。

五、药剂投加参数（按需设定）

1. 氧化剂投加

高锰酸钾：铁锰总含量＞2mg/L 时投加，投加量 1-2mg/L，曝气前投加，强化氧化效果。

次氯酸钠：仅在反洗时使用，投加量 5-8mg/L，用于剥离铁锰泥与恢复滤料活性。

2. pH 调整药剂投加

碱剂选用：优先选用氢氧化钠或碳酸钠，投加量根据原水 pH 计算，确保曝气后 pH 达标。