除铁锰过滤器一、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。铁和锰在水中常以溶解态存在，会使水产生颜色、异味，还可能在管道、器具表面形成沉淀和结垢，影响水的使用和设备的正常运行。这种过滤器在地下水处理、工业用水和一些对水质要求较高的领域应用广泛。

二、工作原理

氧化反应

水中的二价铁离子（Fe²⁺）在有氧和合适的 pH 值条件下，会被氧化为三价铁离子（Fe³⁺），反应式为。三价铁离子在水中的溶解度较低，会形成氢氧化铁沉淀。

对于锰离子，其氧化过程相对复杂。在合适的条件下，二价锰离子（Mn²⁺）被氧化为四价锰离子（Mn⁴⁺），形成二氧化锰（MnO₂）沉淀，反应式为。这些沉淀物可以通过过滤的方式从水中去除。

过滤过程

经过氧化反应后，水中形成的铁、锰沉淀物需要通过过滤介质进行拦截和去除。除铁锰过滤器内部装有合适的过滤材料，如石英砂、无烟煤、锰砂等。这些滤料具有一定的孔隙结构，能够阻止沉淀物通过，使净化后的水通过滤层流出。例如，锰砂是一种常用的滤料，它本身含有二氧化锰，不仅可以作为过滤介质，还能在过滤过程中起到催化氧化的作用，促进水中铁、锰离子的氧化反应。

三、结构组成

罐体

材质与特点：罐体通常采用碳钢、不锈钢或玻璃钢等材料。碳钢罐体成本较低，但需要进行防腐处理，如涂漆或衬胶，以防止被水腐蚀；不锈钢罐体（如 304 或 316 不锈钢）具有良好的耐腐蚀性和较高的强度，适用于对水质要求较高或处理特殊化学物质的场合；玻璃钢罐体质轻、耐腐蚀，并且具有良好的绝缘性，在一些小型或对重量有要求的设备中应用较多。

形状与接口：罐体一般为圆柱形，两端为椭圆形或球形封头。罐身上设有进水口、出水口、反冲洗进水口、反冲洗排水口、人孔、窥视孔等接口。进水口和出水口用于正常过滤时水的进出；反冲洗进水口和排水口用于反冲洗操作，以清除滤料表面的沉淀物；人孔方便操作人员进入罐内进行检查、维修和更换滤料；窥视孔用于观察过滤过程和滤料的状态。

滤料层

锰砂：是一种天然矿石，主要成分是二氧化锰（MnO₂）。它的比表面积大，孔隙率高，对铁、锰离子有良好的吸附和催化氧化作用。锰砂的粒径一般在 0.5 - 2.0mm 之间，不同粒径的锰砂可以分层装填，以提高过滤效果。

石英砂：化学性质稳定，硬度高，耐磨损。它的主要作用是作为辅助滤料，增强过滤层的稳定性和过滤效果。石英砂的粒径通常在 0.4 - 1.2mm 之间。

无烟煤：具有良好的吸附性能和孔隙结构，能够吸附水中的部分杂质，并且可以与锰砂和石英砂配合使用，优化滤层结构，提高过滤效率。无烟煤的粒径一般在 1.0 - 2.5mm 之间。

滤料种类与特性：

装填方式与厚度：滤料一般从罐底开始装填，先装填一层石英砂作为承托层，厚度约为 100 - 200mm，防止滤料泄漏。然后按照设计要求装填锰砂和无烟煤等滤料，滤料层总厚度通常在 800 - 1500mm 之间。装填时要保证滤料均匀分布，避免出现局部空缺或堆积过密的情况。

布水系统和集水系统

布水系统：位于过滤器顶部，主要作用是将进水均匀地分布在滤料层的表面。常见的布水方式有穿孔管布水和喷头布水。穿孔管布水是在布水管道上开有许多小孔，使水通过小孔均匀地洒在滤料层上；喷头布水则是通过喷头将水喷射成均匀的水雾状，确保水能够均匀地进入滤料层进行过滤，避免局部水流过快或过慢，保证过滤效果的均匀性。

集水系统：位于过滤器底部，主要由多孔板和滤帽组成。多孔板上有大量均匀分布的小孔，过滤后的水通过这些小孔汇集到集水系统的出水管道；滤帽安装在多孔板的小孔上，其作用是防止滤料颗粒流失，同时保证水能够顺利地通过。集水系统能够有效地收集经过过滤后的清水，确保出水水质的稳定性。

曝气系统（部分设备有）

曝气方式与设备：在一些除铁锰过滤器中，需要进行曝气操作来增加水中的溶解氧，以促进铁、锰离子的氧化反应。曝气方式有多种，如鼓风曝气、射流曝气等。鼓风曝气是通过鼓风机将空气输送到水中，使空气与水充分接触；射流曝气则是利用高速水流的喷射作用将空气带入水中。曝气设备还包括曝气头、曝气管道等，用于将空气均匀地分布在水中。

作用与控制：曝气系统的作用是为铁、锰离子的氧化提供足够的氧气。通过控制曝气时间、曝气强度等参数，可以调节水中的溶解氧含量，以适应不同水质和处理要求。例如，在处理高浓度铁、锰离子的水时，需要适当增加曝气强度和时间，以确保铁、锰离子能够充分氧化。

四、性能特点

去除铁锰离子

除铁锰过滤器能够有效去除水中的铁、锰离子，使出水的铁含量可降低到 0.3mg/L 以下，锰含量可降低到 0.1mg/L 以下，满足生活饮用水和大多数工业用水对铁、锰含量的要求。

运行稳定可靠

设备结构合理，只要定期进行反冲洗和维护，就能保持长期稳定的运行。滤料的使用寿命较长，在正常运行条件下，锰砂等滤料可以使用 3 - 5 年，减少了设备的更换频率和运行成本。

操作简便

操作和维护相对简单，不需要复杂的技术和专业人员。反冲洗操作可以根据设定的时间、压力差或流量等参数自动进行，也可以手动控制。通过窥视孔可以观察滤料的状态和过滤过程，便于及时发现问题并进行处理。

适应性强

可以根据不同的水质条件和处理要求，通过调整滤料种类、曝气参数等方式进行优化。对于不同浓度的铁、锰离子和不同的水源，都能取得较好的处理效果。

五、应用领域

饮用水处理

在地下水作为饮用水源的地区，除铁锰过滤器是必不可少的设备。它可以去除水中的铁、锰离子，消除水的颜色和异味，提高饮用水的质量和性，保障居民的健康。

工业用水处理

在工业生产中，如纺织印染、造纸、化工等行业，对水中铁、锰离子的含量有严格要求。除铁锰过滤器可以为这些行业提供合格的工业用水，防止铁、锰离子在设备和产品上形成沉淀和污渍，保证产品质量和设备正常运行。

泳池水处理

游泳池水中的铁、锰离子会导致水质变色、浑浊，影响泳池的美观和卫生。除铁锰过滤器可以有效去除这些离子，保持泳池水质清澈透明，为游泳者提供良好的游泳环境。