地下水除鐵除錳設計工藝特點

哈爾濱水處理工藝流程簡述

原水進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)原水的水量和水質(zhì)，為防止懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉淀，在調(diào)節(jié)池底布有穿孔曝氣管，采用間隙曝氣。調(diào)節(jié)池提升泵將原水提升至反應設備，在反應設備內(nèi)投加PAC和PAM，通過空氣攪拌使原水充分混合后流入斜管沉淀設備，去除水中的懸浮物。沉淀設備出水流入中間水箱1，利用鼓風機對中間水箱1充氧，一方面對水中進行充氧，使水中的含氧量提高。另一方面可散除水中的二氧化碳，提高水中的PH值，有利用對鐵錳的去除，因為水的PH值越高，越有利于反應向鐵錳的氧化方向進行。再由中間水泵1加壓抽至一級除鐵除錳過濾器去除絕大部分鐵錳后流入中間水箱2，同時向中間水箱2中充氧，再由中間水泵2加壓抽至二級除鐵除錳過濾器，保證水中的鐵錳的含量達到排放要求。

二級除鐵除錳過濾器出水流入中間水箱3，再由中間水泵3加壓抽至活性炭過濾器進行凈化處理，達標清水進入清水箱。

當過濾器達到設計的過濾水頭，開啟反沖洗泵，對除鐵除錳過濾器及活性炭過濾器進行反沖洗，反沖洗水是利用清水箱的清水。

錳是一種金屬元素，它以化合物形式廣泛存在于自然界中,在地殼內(nèi)錳的平均含量（質(zhì)量分數(shù)）約為0.1%*（質(zhì)量分數(shù)）,在元素周期表中，錳屬過渡元素，與鉻、鐵相鄰，化學活性比鉻弱，比鐵強。

(一)錳的物理性質(zhì)

金屬錳為立方晶體，有α,β,γ和δ四種同素異性體，常溫下以α錳最穩(wěn)定。

金屬錳的機械性能硬而脆，莫氏硬度為5~6，致密塊狀金屬錳表面為銀白色，粉狀呈灰色。

錳的相對原子量為54.9380±1。原子體積為7.39cm3/mol。金屬錳的原子半徑和室溫下的密度，均隨晶型不同而略有差別

在大氣壓為101.325kPa時，錳的熔點為1260℃，沸點1900℃，汽化熱為219.7kJ/mol。在0-25℃時，錳的電阻率為185μΩ·cm,在18℃錳的磁化率為9.9×10-6cm3/g。

（二）錳的化學性質(zhì)

錳屬活潑金屬，易被氧化。細粉狀金屬錳在空氣中易燃燒，但大塊狀金屬錳在常溫下不易受空氣中的氧侵蝕，這是因為在空氣中金屬錳表面易生成一層氧化物膜，對內(nèi)層金屬錳起到了保護作用。在水中則易生成氫氧化物膜，可進一步阻止錳對水分子中氫的置換作用。但是，若把錳放入含有NH4Cl的水溶液中，則置換反應能順利進行。

錳原子處于基態(tài)的電子構(gòu)型是[Ar]3d54s2。由于其最外層和次外層中的電子（3d4s）都可以成為價電子，因而錳是變價元素。錳的主要氧化態(tài)有+2，+3，+4，+6和+7。價態(tài)的變化導致離子性質(zhì)的變化，如錳離子半徑隨價態(tài)的增高而變小，離子電位和電負性隨價態(tài)增高而相應增大，其氧化物的酸堿性隨價態(tài)增高由堿性向酸性變化。錳的氧化物及其水合物酸堿性遞變規(guī)律是過渡元素中最典型的。它表現(xiàn)為隨錳的氧化態(tài)升高，堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強。

 (三)錳的物理化學特性

錳屬于第四周期的過渡元素，同Sc，Ti，V，Cr, Fe，Co，Ni相比尤其是與相鄰的Cr和Fe相比，錳有一些特殊的物理化學特性。這些特性對認識錳的地球化學特征有重要意義。

第四周期過渡元素的晶體結(jié)構(gòu)有六方、立方、體心立方和面心立方等類型。例如，Sc，Ti和Co為六方型；V，Cr和Fe為體心立方型；Ni為面心立方型；惟獨錳為立方型。

第四周期過渡元素的原子半徑，總的趨勢是從Sc到Ni隨原子序數(shù)增加而依次減小，惟獨錳是例外。它的原子半徑可達136.6pm（γ-Mn）比Cr（124.9pm）和Fe（124.1pm）的原子半徑都大，破壞了遞減規(guī)律。原子體積也有這種現(xiàn)象，錳的原子體積為7.39cm3/mol,它比Cr（7.23cm3/mol）和Fe（7.1cm3/mol）都大。

第四周期過渡元素的氧化態(tài)，惟獨錳有最高的+7氧化態(tài)。錳元素前的過渡元素(從Sc到Cr)最高氧化態(tài)逐漸升高，從+3到+6;錳后的過渡元素(從Fe到Ni)最高氧化態(tài)逐漸降低，從+6到+3。錳元素前過渡元素的氧化態(tài)升高，與3d軌道上價電子數(shù)增加有關(guān)。當3d軌道上的電子數(shù)達到5以上時(從Cr到Ni),3d軌道逐漸趨向穩(wěn)定，高的氧化態(tài)逐漸不穩(wěn)定，呈現(xiàn)強氧化性，所以錳元素后過渡元素的氧化態(tài)又逐漸降低。

在第四周期過渡元素中，錳具有最低的熔點與沸點。從Sc到Cr，熔點為1539~1890℃,沸點為2483~3380℃；從Fe到Ni，熔點為1453~1535℃,沸點為2732~3000℃.而錳的熔點只有1260℃,沸點只有2077℃.其熔化熱和汽化熱也較低。

第四周期過渡元素的標準電極電勢，基本上從Sc到Ni逐漸增大。這和它們的金屬性逐漸減弱是一致的。惟獨錳的標準電極電勢比鉻還低，破壞了這種遞增規(guī)律。這與失去兩個4s電子后，形成更穩(wěn)定的3d5構(gòu)型有關(guān)。

由此可見，錳在第四周期過渡元素中，有其獨特的物理化學特性。

工藝流程特點

1、采用膜式曝氣裝置進行充氧，氧利用率高，并保證一定的氣水比。

2、除鐵除錳過濾器采用錳砂作為過濾介質(zhì)，濾料成熟周期短，快速進入處理狀態(tài)。

3、除鐵除錳過濾器針對此類水質(zhì)，采用壓力式過濾器，設計合理的濾速，保證鐵錳的處理效率，過濾截污容量大。

4、本水處理工藝簡約，投資成本和運行成本都比較低，但各處理單元有效的處理效率可保證出水水質(zhì)滿足用戶的使用要求。