錳砂、石英砂、無煙煤濾料主要有兩方面的作用

錳砂、石英砂、無煙煤濾料主要有兩方面的作用

一、錳砂濾料、石英砂濾料、無煙煤濾料濾料主要有兩方面的作用；一是作為載體，在其表面形成活性濾膜，對水中的Fe2+和Mn2+起催化氧化作用；二是過濾作用，截留水中的鐵錳氧化產(chǎn)物．不同的濾料由于物理性質等的差異，成熟時間不同，除錳效果也不同．主要有石英砂濾料、錳砂濾料和無煙煤濾料．石英砂濾料是一種堅硬、耐磨、化學性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，主要成分是SiO2，該濾料密度大，機械強度高，使用周期長，用石英沙作為過濾介質，在一定的壓力下，能有效的截留去除水中部分重金屬離子．  錳砂濾料以錳礦石為原料，經(jīng)破碎、篩分等加工而成，是處理水的一種特殊濾料，常用于除鐵、除錳過濾裝置，效果良好，值得注意的是，當錳砂濾料中MnO2的質量分數(shù)大于35％時，既可除鐵又能除錳，而質量分數(shù)小于30％的錳砂濾料只能用于地下水除鐵．  無煙煤濾料從深井礦物中精選，含碳量高，機械強度高，化學性質穩(wěn)定，不含有毒有害物質，在一般酸性、堿性、中性水中均不溶解．  對幾種濾料進行比較發(fā)現(xiàn)，錳砂濾料吸附容量大，但其機械強度低，相對體積質量大，價格高．石英砂濾料雖吸附強度不及錳砂，但機械強度高，相對體積質量和價格適中．無煙煤濾料的孔隙率高，相對體積質量小，價格低廉，從物理性質上分析完全可以作為鐵錳細菌的載體．因為較高的孔隙率可以提高濾層內的生物量，節(jié)省反沖洗的水電?肖耗量，同時，可使微生物群系和Fe2+、Mn2+隨原水深入到濾層更深處，發(fā)揮整個濾層的除錳能力．孔隙率大，避免表層過快堵塞，延緩了全層阻力的增大，延長了反沖洗周期．質輕可以減少反沖洗強度．此外，與石英砂和錳砂濾料相比，無煙煤濾料明顯加快了濾池的成熟，大大縮短了濾池的成熟時間． 

二、縮短濾膜成熟時間的技術工藝；  活性的增長并不是由于濾料表面細菌的繁殖，而是鐵泥中細菌的增長．濾柱的成熟需要經(jīng)過一段時間使細菌固定在濾料上．總的說來濾柱的成熟可以分為4個時期：0～15 d為適應期，這一階段濾層幾乎無明顯除錳效果；15--30 d為第一活性增長期，此時隨著微生物的不斷繁殖，濾層的除錳率不斷提高；30-50 d為第二活性增長期，此時微生物數(shù)量相對穩(wěn)定，出水錳逐漸達到標準；50 d后到達穩(wěn)定期，此時濾層完全成熟并且運行穩(wěn)定．可見，在大型水廠的地下水處理濾池中活性濾膜的形成和成熟需經(jīng)歷較長的時間，因此縮短濾膜的成熟時間對降低生產(chǎn)成本和提高除錳效率具有重要意義．

三、完全氧化時間；  各地區(qū)地下水中Fe2+的完全氧化時間相差較大，這主要受水中溶解氧、可溶性硅酸、水酸堿性等因素的影響．有的地區(qū)地下水接觸空氣之后，短短的時間就可被氧化為Fe3+膠體顆粒，而有的更長時間也不能被完全氧化．Fe2+完全氧化后，地下水由澄清透明變?yōu)闇啙岬狞S褐色，在濾層表層形成一層薄薄的鐵泥，這些鐵泥會影響生物膜的增長，導致成熟期延長．

四、菌體的附著效能；在工程實踐中僅有氧化能力強的細菌是不夠的，還需要細菌與濾料有較好的附著，研究表明可選用適當?shù)墓潭ɑ�方法．而甲殼素作為固定化載體就能有效促進濾料的成熟．首先由于甲殼素本身結構非常疏松，對蛋白質有很強的親和力，并在微酸性的介質中呈正電性，因而對微生物，尤其是負電的細菌有著很強的吸附作用．其次，甲殼素提取于生物，具有較好生物相容性，對微生物無害且能較高地保持微生物活性，文獻表明甲殼素在固定淀粉酶和溶菌酶時可保留酶90％的活性．此外，甲殼素對重金屬離子的吸附和螯合作用的最佳pH值范圍為6．5～8．0，正好在微生物固錳除錳的pH值范圍內，與微生物的最佳培養(yǎng)pH值范圍也相吻合，可使微生物免受重金屬離子的侵害．

Fe2+的影響  實踐證實，在生物除錳的過程中，Fe2+起著相當大的作用，Fe2+的存在除了能夠促進微生物分泌胞外酶并刺激其活性外，還能通過Fe2+的變價傳遞電子，催化Mn2+的氧化反應．此外，還可能充當酶激活劑的角色，Fe。+與某種酶結合后，使Mn2+更有利于同該酶的催化部位和結合部位相結合，加速Mn抖的氧化．若進水中缺少Fe2+，濾柱對Mn2+只有物理吸附作用，無法達到生物固錳除錳的目的．究其原因，當Fe2+不存在或質量濃度過低時濾層內為極端貧營養(yǎng)環(huán)境，而細菌對底物的氧化速率受底物濃度的影響，底物濃度太低，鐵錳細菌的代謝繁殖受到限制，成熟期時間相應延長．但過量的Fez+會壓縮濾層的除錳空間，影響Mn2+的去除，由于還原作用阻礙Mn2+的氧化，還會導致頻繁的反沖洗，這些對濾池的培養(yǎng)都是不利的 。