锰砂、石英砂、无烟煤滤料主要有两方面的作用

锰砂、石英砂、无烟煤滤料主要有两方面的作用

一、锰砂滤料、石英砂滤料、无烟煤滤料滤料主要有两方面的作用；一是作为载体，在其表面形成活性滤膜，对水中的Fe2+和Mn2+起催化氧化作用；二是过滤作用，截留水中的铁锰氧化产物．不同的滤料由于物理性质等的差异，成熟时间不同，除锰效果也不同．主要有石英砂滤料、锰砂滤料和无烟煤滤料．石英砂滤料是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，主要成分是SiO2，该滤料密度大，机械强度高，使用周期长，用石英沙作为过滤介质，在一定的压力下，能有效的截留去除水中部分重金属离子．  锰砂滤料以锰矿石为原料，经破碎、筛分等加工而成，是处理水的一种特殊滤料，常用于除铁、除锰过滤装置，效果良好，值得注意的是，当锰砂滤料中MnO2的质量分数大于35％时，既可除铁又能除锰，而质量分数小于30％的锰砂滤料只能用于地下水除铁．  无烟煤滤料从深井矿物中精选，含碳量高，机械强度高，化学性质稳定，不含有毒有害物质，在一般酸性、碱性、中性水中均不溶解．  对几种滤料进行比较发现，锰砂滤料吸附容量大，但其机械强度低，相对体积质量大，价格高．石英砂滤料虽吸附强度不及锰砂，但机械强度高，相对体积质量和价格适中．无烟煤滤料的孔隙率高，相对体积质量小，价格低廉，从物理性质上分析完全可以作为铁锰细菌的载体．因为较高的孔隙率可以提高滤层内的生物量，节省反冲洗的水电?肖耗量，同时，可使微生物群系和Fe2+、Mn2+随原水深入到滤层更深处，发挥整个滤层的除锰能力．孔隙率大，避免表层过快堵塞，延缓了全层阻力的增大，延长了反冲洗周期．质轻可以减少反冲洗强度．此外，与石英砂和锰砂滤料相比，无烟煤滤料明显加快了滤池的成熟，大大缩短了滤池的成熟时间． 

二、缩短滤膜成熟时间的技术工艺；  活性的增长并不是由于滤料表面细菌的繁殖，而是铁泥中细菌的增长．滤柱的成熟需要经过一段时间使细菌固定在滤料上．总的说来滤柱的成熟可以分为4个时期：0～15 d为适应期，这一阶段滤层几乎无明显除锰效果；15--30 d为第一活性增长期，此时随着微生物的不断繁殖，滤层的除锰率不断提高；30-50 d为第二活性增长期，此时微生物数量相对稳定，出水锰逐渐达到标准；50 d后到达稳定期，此时滤层完全成熟并且运行稳定．可见，在大型水厂的地下水处理滤池中活性滤膜的形成和成熟需经历较长的时间，因此缩短滤膜的成熟时间对降低生产成本和提高除锰效率具有重要意义．

三、完全氧化时间；  各地区地下水中Fe2+的完全氧化时间相差较大，这主要受水中溶解氧、可溶性硅酸、水酸碱性等因素的影响．有的地区地下水接触空气之后，短短的时间就可被氧化为Fe3+胶体颗粒，而有的更长时间也不能被完全氧化．Fe2+完全氧化后，地下水由澄清透明变为浑浊的黄褐色，在滤层表层形成一层薄薄的铁泥，这些铁泥会影响生物膜的增长，导致成熟期延长．

四、菌体的附着效能；在工程实践中仅有氧化能力强的细菌是不够的，还需要细菌与滤料有较好的附着，研究表明可选用适当的固定化方法．而甲壳素作为固定化载体就能有效促进滤料的成熟．首先由于甲壳素本身结构非常疏松，对蛋白质有很强的亲和力，并在微酸性的介质中呈正电性，因而对微生物，尤其是负电的细菌有着很强的吸附作用．其次，甲壳素提取于生物，具有较好生物相容性，对微生物无害且能较高地保持微生物活性，文献表明甲壳素在固定淀粉酶和溶菌酶时可保留酶90％的活性．此外，甲壳素对重金属离子的吸附和螯合作用的最佳pH值范围为6．5～8．0，正好在微生物固锰除锰的pH值范围内，与微生物的最佳培养pH值范围也相吻合，可使微生物免受重金属离子的侵害．

Fe2+的影响  实践证实，在生物除锰的过程中，Fe2+起着相当大的作用，Fe2+的存在除了能够促进微生物分泌胞外酶并刺激其活性外，还能通过Fe2+的变价传递电子，催化Mn2+的氧化反应．此外，还可能充当酶激活剂的角色，Fe。+与某种酶结合后，使Mn2+更有利于同该酶的催化部位和结合部位相结合，加速Mn抖的氧化．若进水中缺少Fe2+，滤柱对Mn2+只有物理吸附作用，无法达到生物固锰除锰的目的．究其原因，当Fe2+不存在或质量浓度过低时滤层内为极端贫营养环境，而细菌对底物的氧化速率受底物浓度的影响，底物浓度太低，铁锰细菌的代谢繁殖受到限制，成熟期时间相应延长．但过量的Fez+会压缩滤层的除锰空间，影响Mn2+的去除，由于还原作用阻碍Mn2+的氧化，还会导致频繁的反冲洗，这些对滤池的培养都是不利的 。