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天然锰砂除铁是一种接触催化除铁工艺，适合于地下水含铁量小于20mg/l的除铁。天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁氧化成三价铁，同时在表面形成有催化作用的“活性滤膜”，进一步提高了除铁效果。含铁水经曝气后，只经天然锰砂一次过滤，就能完成全部除铁过程，常用于饮用水除铁、除锰过滤装置，地下水除铁除锰净化水质使用。
在除铁锰滤池中运行时，水中低价铁锰离子先被覆合锰砂滤膜吸附，然后被氧化和水解，生成氢氧化物水合分子[Fe(OH)3XH2O] 和[Mn(OH)nXH2O] 形成的活性滤膜，并作为新的催化剂参与接触氧化反应，使活性滤膜有随着使用增厚的趋势，形成了覆合锰砂的自修复特性,使用一年的覆合锰砂，锰含量增加18.2%，铁含量增加4.8%；使用两年半的锰含量增加了27.3%，铁含量增加14.3%.锰砂容重较低(为1.55～1.60g/cm3)，特别适用于大中型水厂的虹吸除铁锰滤池和各型除铁锰滤罐 虹吸滤池由于反冲洗水头较低，往往不宜于使用容重较大的天然锰砂滤料（其容重一般为2.2～2.4g/cm3），使大中型水厂除铁锰滤池的设计使用受到一定限制。
在水质软化过程中，首先，由于锰砂软化水的处理时间有限，其次，由于水中有铁单质，三氧化二铁，氧化亚铁等铁的氧化物，各种物质混合，使锰砂的除铁除锰效果，软化水效果大幅度降低，所以为了增加锰砂除铁除锰的效果，就要在锰砂处理工艺前加一道曝气处理工艺，是除铁除锰达到的效果！可根据水质的不同组合形式选用不同比列的厌氧—好氧—兼氧的生物处理工艺，这种工艺不但有优异的脱氮除磷效果，而且能够把大分子量的有机物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有机物。重要的是能够将铁单质，单质锰，氧化亚铁，低价氧化锰，氧化成高价铁的氧化物！这样锰砂的除铁除锰压力就降低了，整体处理效果。
天然锰砂池他的反冲洗时间一般为5-15分钟。天然锰砂 池料表面的“活性滤膜“结构比较硫松，能在长时间的冲洗中破坏， 所以滤池的反冲洗应以不破坏滤料表面的“活性论膜”为度。 否期会引起滤后水质严重恶化，在地下水除铁滤池中，应采用不易为铁质堵塞的配水系统形式。采用上设承托层的管式大阻力配水系统和格 栩式或孔板式小阻力配水系统。
结果表明，两个变量(Fe(II)剂量和H 2 O 2体积))显着影响TOC的去除。该过程的平衡表明，吸附发生在单层的均匀表面上，其中单独的固定位点也仅吸附一个分子。在动力学行为中确定了短的吸附期，在这一点上可以注意到TOC浓度在与活性炭接触时趋于稳定。数据被调整为伪二阶模型，表明该过程由化学吸附现象支配。在评估的条件下，两种技术显示可接受的去除百分比。去除百分比耦合吸附/光催化了较大的相对于光催化/吸附系统然而，差异不显著。
锰砂滤料是采用国内质量优良、晶粒致密、机械强度大、化学活性强、不易破碎、不溶于水的天然锰矿砂。经水洗打磨除杂、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺成砂。再把加工好的锰砂按一定的级配调合而成。它具有水处理滤料 理想的级配比例，使它在单位体积内有 的比表面积、 强的截污能力、 的氧化催化作用和 小的反冲洗流失率。
锰砂滤料外观粗糙呈褐色或淡灰色，常用于生活饮用水的除铁、除锰过滤装置，滤水效果非常良好。（注：MnO2≥35％既可除铁，又能除锰，MnO2≤30％）只能用于地下水除铁）锰砂滤料主要用于降低水中的铁锰铁和锰总含量，根据我国生活饮用水卫生标准规其铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L，长时间饮用含铁含锰量过高的水会严重影响身体。
锰砂滤料物理、化学性能分析：锰砂具有晶粒致密、硬度高、耐腐蚀、损失少，使用寿命长，在水中浸泡不溶解、过滤水中含锰量不增加，故天然锰砂，难溶于水的净化剂。、锰砂滤料除铁原理：天然锰砂的主要成份是二氧化锰（MnO2）它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。
天然锰砂中的MnO2的含量比较高，其除铁效果较理想含铁地下水的PH值大于5.5与天然锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+其反应如下4MnO3+3O2=2Mn2O7 a Mn2O7+6Fe2+3H2O=2MnO2+6Fe3+60H生成的Fe3+立即被水解成絮状氢化铁沉淀 Fe3+30H=Fe(oH)3↓CFe(oH)3沉淀物经锰砂滤层后被去除。所以锰砂层起着催化和过滤双层作用。锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，使能起催化作用。
活性滤膜是由r型羟氢化铁r-----FeO(oH)所构成，它能与Fe2+进行离子交换反应，并置换出等当量的氢离子。Fe2+FeO(oH)=FeO(OFe)+H+b结合到化合物中二价铁，能迅速地进行氧化和水解反应，又重新生成羟其氧化铁，使催化物质得到再生。新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。
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