一、概述
除铁锰过滤器是一种专门用于去除水中铁、锰离子的水处理设备。铁和锰在水中以多种形态存在,如二价铁离子(Fe²⁺)、三价铁离子(Fe³⁺)、二价锰离子(Mn²⁺)等。当水中铁、锰含量超标时,会导致水的颜色变红、变黄或产生黑色沉淀,并且会影响水的口感,还可能在管道和器具中结垢,对生产和生活用水造成诸多不良影响。除铁锰过滤器通过一系列物理和化学过程,有效地降低水中铁、锰的含量,广泛应用于地下水处理、工业用水预处理等领域。
二、结构组成
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罐体
材质选择:罐体材质通常有碳钢、不锈钢和玻璃钢。碳钢罐体价格较为经济,但需要进行防腐处理,如内部衬胶或涂漆,防止罐体被水中的化学物质腐蚀。不锈钢罐体(如 304 或 316 不锈钢)具有良好的耐腐蚀性、强度高,适用于对水质要求较高、可能接触腐蚀性物质的场合。玻璃钢罐体质轻、耐腐蚀,成本相对较低,在一般的水处理工程中应用较广。
形状与设计特点:罐体一般呈圆柱形,这种形状能够承受较大的内部压力,并且有利于水流的均匀分布。罐体顶部设有进水口和排气口,进水口用于引入待过滤的水,排气口在注水初期用于排出罐体内的空气,防止产生气阻。罐体底部设有出水口和排污口,出水口用于排出过滤后的水,排污口用于定期排出积累在滤层底部的杂质。
布水装置
功能与原理:布水装置位于罐体顶部,主要功能是将进水均匀地分布在滤层的表面。常见的布水装置有喷头式和穿孔管式。喷头式布水装置通过多个喷头将水均匀地喷洒在滤层上,使水能够均匀地渗透进滤层孔隙进行过滤;穿孔管式布水装置是在管道上开有许多小孔,水从小孔流出,均匀地分布在滤层表面,从而保证水流在整个滤层上均匀分布,避免出现局部水流过快或过慢的情况。
对过滤效果的影响:良好的布水装置能够确保水流在滤层的横截面上均匀分布。如果布水不均匀,会导致部分区域的滤层过度使用,而其他区域未充分发挥过滤作用,从而降低过滤效果,缩短滤层的使用寿命。
滤层
滤料种类与特性:
锰砂滤料:锰砂是一种天然的滤料,主要成分是二氧化锰(MnO₂)。它对水中的铁、锰离子有很强的氧化和吸附作用。锰砂表面的二氧化锰可以作为催化剂,将水中的二价铁离子氧化为三价铁离子,二价锰离子氧化为四价锰离子,这些高价态的铁、锰离子更容易形成沉淀而被去除。锰砂的粒径一般在 0.5 - 2.0mm 之间,其比表面积较大,能够提供丰富的吸附位点。
石英砂滤料(辅助):石英砂主要成分是二氧化硅(SiO₂),硬度较高,化学性质稳定。在除铁锰过滤器中,石英砂通常作为支撑层或辅助滤料。它可以防止锰砂滤料的流失,并且在一定程度上也能拦截水中的大颗粒杂质。石英砂的粒径一般大于锰砂,例如在 0.8 - 2.5mm 之间。
滤层厚度与填充方式:滤层厚度根据进水铁、锰含量和过滤要求而定,一般锰砂滤层厚度在 0.8 - 1.5m 之间,石英砂支撑层厚度在 0.2 - 0.5m 之间。填充方式要保证滤料的均匀分布,避免出现空隙或堆积过密的情况。在填充过程中,先填充石英砂支撑层,然后再填充锰砂滤料。
集水装置
结构与工作方式:集水装置安装在罐体底部,用于收集经过滤层过滤后的水。通常由穿孔管和滤帽组成。穿孔管能够使过滤后的水均匀地汇集,滤帽则防止滤料颗粒随水流出。经过过滤的水通过穿孔管汇集后,从出水口流出过滤器。
重要性:集水装置的设计直接关系到过滤后水的质量和流量。如果集水不均匀,可能会导致部分未经过充分过滤的水混入已过滤的水中,降低出水水质。同时,良好的集水装置可以保证水流畅通地流出过滤器,避免在罐体内产生积水现象,影响过滤效果。
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:除了氧化和吸附沉淀作用外,滤层还起到了物理过滤的作用。