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錳砂除鐵,錳砂濾料接觸氧化除鐵的原理

作者來源:gysxlc       發布時間: 2018/7/29 9:32:42    標簽:錳砂 錳砂濾料 天然錳砂
導讀:
天然錳砂對水中二價鐵的氧化反應的催化機理,是錳砂中的二氧化錳首先被水中的溶解氧氧化成七價錳的氧化物,七價錳再將水中的二價鐵氧化成三價鐵.

    目前,在我國生產使用的接觸催化除鐵濾料主要是天然錳砂濾料。最近試制成功的人造銹砂是一種新的接觸綏化濾料,也已開始生產。
    人們早已知道,二氧化錳(MnO2)能對水中二價鐵的氧化反應起催化作用。含有高價錳氧化物的天然錳砂,在除鐵工藝中被用作催化劑已有數十年歷史。人們一般認為,天然錳砂對水中二價鐵的氧化反應的催化機理,是錳砂中的二氧化錳首先被水中的溶解氧氧化成七價錳的氧化物,七價錳再將水中的二價鐵氧化成三價鐵:
3MnO2+O2=MnO·Mn2O7
MnO·Mn2O7+4Fe2++2H2O=3MnO2+4Fe3++4OH-
    由于這兩個反應進行的都很快,所以就大大加速了水中二價鐵的氧化反應。

錳砂過濾前后效果圖

    此外,天然錳砂還具有一定的氧化能力。將未經曝氣、完全不含溶解氧的含鐵地下水通過新天然錳砂濾層過濾,開始能將水中含鐵濃度由12-13mg/L降至1mg/L,表面其氧化能力是比較強的。天然錳砂具有氧化能力,也是由于它含有二氧化錳。因為二氧化錳是一種強氧化劑,能對水中二價鐵其氧化作用:

2Fe2++2MnO2+H2O=2Fe3++MnO2+2OH-
    天然錳砂的接觸催化除鐵活性的變化情況。將經過曝氣溶氧的含鐵地下水通過天然錳砂濾層過濾,可以看到新的天然錳砂一開始具有異常高的除鐵能力,但隨著時間迅速降低,數小時便降低1倍,20小時降低近5倍,40小時降低近10倍,然后除鐵能力會逐漸回升,這是因為在除鐵過程中,天然錳砂表面會形成一層活性濾膜,恢復除去地下水中鐵的能力。天然錳砂的這種異常高的除鐵能力,就是和天然錳砂一開始具有氧化能力有關,即水中的二價鐵在天然錳砂濾層中,不僅受到催化作用,而且還受到錳砂的直接氧化。

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