錳砂、石英砂、無(wú)煙煤濾料主要有兩方面的作用

錳砂、石英砂、無(wú)煙煤濾料主要有兩方面的作用

一、錳砂濾料、石英砂濾料、無(wú)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(duì)水中的Fe2+和Mn2+起催化氧化作用；二是過(guò)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(zhì)等的差異，成熟時(shí)間不同，除錳效果也不同．主要有石英砂濾料、錳砂濾料和無(wú)煙煤濾料．石英砂濾料是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，主要成分是SiO2，該濾料密度大，機(jī)械強(qiáng)度高，使用周期長(zhǎng)，用石英沙作為過(guò)濾介質(zhì)，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(guò)濾裝置，效果良好，值得注意的是，當(dāng)錳砂濾料中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于35％時(shí)，既可除鐵又能除錳，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30％的錳砂濾料只能用于地下水除鐵．  無(wú)煙煤濾料從深井礦物中精選，含碳量高，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不含有毒有害物質(zhì)，在一般酸性、堿性、中性水中均不溶解．  對(duì)幾種濾料進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，錳砂濾料吸附容量大，但其機(jī)械強(qiáng)度低，相對(duì)體積質(zhì)量大，價(jià)格高．石英砂濾料雖吸附強(qiáng)度不及錳砂，但機(jī)械強(qiáng)度高，相對(duì)體積質(zhì)量和價(jià)格適中．無(wú)煙煤濾料的孔隙率高，相對(duì)體積質(zhì)量小，價(jià)格低廉，從物理性質(zhì)上分析完全可以作為鐵錳細(xì)菌的載體．因?yàn)檩^高的孔隙率可以提高濾層內(nèi)的生物量，節(jié)省反沖洗的水電?肖耗量，同時(shí)，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(gè)濾層的除錳能力．孔隙率大，避免表層過(guò)快堵塞，延緩了全層阻力的增大，延長(zhǎng)了反沖洗周期．質(zhì)輕可以減少反沖洗強(qiáng)度．此外，與石英砂和錳砂濾料相比，無(wú)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(shí)間． 

二、縮短濾膜成熟時(shí)間的技術(shù)工藝；  活性的增長(zhǎng)并不是由于濾料表面細(xì)菌的繁殖，而是鐵泥中細(xì)菌的增長(zhǎng)．濾柱的成熟需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使細(xì)菌固定在濾料上．總的說(shuō)來(lái)濾柱的成熟可以分為4個(gè)時(shí)期：0～15 d為適應(yīng)期，這一階段濾層幾乎無(wú)明顯除錳效果；15--30 d為第一活性增長(zhǎng)期，此時(shí)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(zhǎng)期，此時(shí)微生物數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，出水錳逐漸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；50 d后到達(dá)穩(wěn)定期，此時(shí)濾層完全成熟并且運(yùn)行穩(wěn)定．可見(jiàn)，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(zhǎng)的時(shí)間，因此縮短濾膜的成熟時(shí)間對(duì)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(shí)間；  各地區(qū)地下水中Fe2+的完全氧化時(shí)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(shí)間就可被氧化為Fe3+膠體顆粒，而有的更長(zhǎng)時(shí)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(huì)影響生物膜的增長(zhǎng)，導(dǎo)致成熟期延長(zhǎng)．

四、菌體的附著效能；在工程實(shí)踐中僅有氧化能力強(qiáng)的細(xì)菌是不夠的，還需要細(xì)菌與濾料有較好的附著，研究表明可選用適當(dāng)?shù)墓潭ɑ�方法．而甲殼素作為固定化載體就能有效促進(jìn)濾料的成熟．首先由于甲殼素本身結(jié)構(gòu)非常疏松，對(duì)蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的親和力，并在微酸性的介質(zhì)中呈正電性，因而對(duì)微生物，尤其是負(fù)電的細(xì)菌有著很強(qiáng)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(duì)微生物無(wú)害且能較高地保持微生物活性，文獻(xiàn)表明甲殼素在固定淀粉酶和溶菌酶時(shí)可保留酶90％的活性．此外，甲殼素對(duì)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(nèi)，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(shí)踐證實(shí)，在生物除錳的過(guò)程中，Fe2+起著相當(dāng)大的作用，Fe2+的存在除了能夠促進(jìn)微生物分泌胞外酶并刺激其活性外，還能通過(guò)Fe2+的變價(jià)傳遞電子，催化Mn2+的氧化反應(yīng)．此外，還可能充當(dāng)酶激活劑的角色，Fe。+與某種酶結(jié)合后，使Mn2+更有利于同該酶的催化部位和結(jié)合部位相結(jié)合，加速Mn抖的氧化．若進(jìn)水中缺少Fe2+，濾柱對(duì)Mn2+只有物理吸附作用，無(wú)法達(dá)到生物固錳除錳的目的．究其原因，當(dāng)Fe2+不存在或質(zhì)量濃度過(guò)低時(shí)濾層內(nèi)為極端貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，而細(xì)菌對(duì)底物的氧化速率受底物濃度的影響，底物濃度太低，鐵錳細(xì)菌的代謝繁殖受到限制，成熟期時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)．但過(guò)量的Fez+會(huì)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(huì)導(dǎo)致頻繁的反沖洗，這些對(duì)濾池的培養(yǎng)都是不利的 。