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乐山基地无阀滤池整治过程分析 摘要：滤料层是无阀滤池核心部分，是保证水处理效果的重要部位。乐山基地使用的锰砂滤料是从天然锰矿石加工而成，外观呈褐色，对于地下水除铁、除锰有独特的效果，在长时间（因水质、滤料质量而异，一般3-6年）水处理过程中，滤料的截污能力逐步下降，一是由于在反冲洗过程中，反冲洗水流引起锰砂之间剧烈碰撞，造成粒度不匀和粒度偏小；其二，反冲洗并不能彻底清除锰砂滤料上的污染物，长时间的累计后滤料间的污染物就会越来越多，势必降低锰砂滤料的处理效果；其三，锰砂滤料中的MnO2与Fe2+反应，作为一种不可逆的氧化还原反应，锰砂滤料的MnO2含量逐步降低，因而对水中铁锰离子的催化、吸附和过滤效果随之下降。锰砂滤料拦污能力的下降直接导致后续使用消毒剂的效果。二氧化氯有极强的氧化性，会将水中遗留的铁锰离子氧化，故处理后的水呈现黄色，并且余氯含量始终不能提高，处理水的浊度居高不下。 乐山基地无阀滤池整治前状态分析 基地滤池整治前出厂水水质监测数据如下（表1）： 表1 基地滤池整治前出厂水水质监测数据 时间 Fe（mg/L） Mn（mg/L） 余氯（mg/L） 浊度（NTU） 加药 2015-04-02 15:30 0.52 0.77 0.03 2.12 2瓶 16:30 0.82 0.77 0.03 2.91 2瓶 2015-04-03 9:00 0.75 0.77 0.01 2.75 2瓶 15:30 0.51 0.77 0.03 2.86 2瓶 表2 原水水质监测数据 Fe（mg/L） Mn（mg/L） Fe2+Fe2+ 图1 锰砂滤料表面活性滤膜 其三，锰砂滤料中的MnO2与Fe2+反应，作为一种不可逆的氧化还原反应，锰砂滤料的MnO2含量逐步降低；另一方面，活性滤膜结构疏松，长时间的反冲洗会破坏滤膜，并随水流冲出，所以新生成活性滤膜又会重新消耗MnO2。活性滤膜的容量也是有限的，会随水处理过程减小，最终达到饱和。因而对水中铁锰离子的催化、吸附和过滤效果随之下降。 以上三种原因共同造成了锰砂滤料除铁除锰效果的衰减，同时也决定了滤料的使用寿命。 乐山基地无阀滤池整治思路 1、更换锰砂滤料 通过以上分析，先对现有锰砂滤料进行更换。原有滤料掏出后，如图2， 图2 掏出的旧滤料 从图2可以看出，旧滤料的颗粒级配已被完全破坏，原本0.5-4mm的变得很不均匀，有粉末状存在，也有板结严重现象，并且滤料中夹杂的铁质泥含量较高，硬度很大，反冲洗很难将这些铁质泥冲洗干净，日积月累就会越来越多，越来越大。但是需要注意的是，在有的天然锰砂滤池中，滤层上部的锰砂会逐渐形成球状的“锈砂”， “锈砂”表面有一层“活性滤膜”，仍具有接触催化除铁能力。所以，“铁砂”的形成并不一定是天然锰砂失效的标志。当“铁砂”长大致使滤料粒径过粗而影响除铁效果时，才有必要更换部分滤料（需要更换滤料时“铁砂”的大小根据各滤池实际情况而定）。所以，在滤池进行大修时要注意是否有“铁砂”的存在，如果有的话一定要辨别清除“铁砂”大小，如果是小的规格，可以继续使用，可以减少生产成本；如果是大规格，就要更换滤料，以免影响过滤水质。 本次滤池整治采用粒径是0.5-4mm的天然锰砂滤料，如图3， 图3 新滤料清洗 新滤料是从锰矿石中筛选加工而来，含有很多粉尘，为防止太多粉尘进入滤池并沉积到底部空间，必须对新滤料进行池外清洗，直到冲洗流出水流不再挟带明显污泥，才可以开始铺装。基地滤池本次铺装滤料厚度严格控制在700-800mm，每50mm划标线，每层铺均匀后再铺装上二层。 滤料铺装完成后，反复进行强制反冲洗，直至水流不再有明显浑浊现象。接着，按《铁路给水管理规程》第99条之规定，滤池新装滤料后，滤料应在含氯量0.3 mg/L以上的溶液中浸泡24 h，经检验滤后水合格后，并冲洗两次以上方能投入使用。滤池初用或冲洗后上水时，池中的水位不得低于排水槽，严禁暴露砂层。［4］基地滤池浸泡时间长达36h。 2、改造曝气装置 针对利用空气加强对水中铁、锰离子的曝气氧化这一目的，基地对曝气装置进行改造，如图4， 图4 曝气装置改造 原有水箱仅仅起到配水功能，空气曝气由射流器实现。如图5， 图5 射流曝气器 射流曝气在使用过程中的所表现出来的作用不太明显，Fe2+、Mn2+两项指标并未明显下降，为加强对Fe2+、Mn2+的空气氧化，在配水箱内设置三级跌落装置，如图6， 图6 三级跌落装置 三级跌落的设置，充分发挥了空气中氧气对水中Fe2+、Mn2+的氧化作用， Mn2+被氧化成为+4价。（空气对Fe2+的氧化有限，不如MnO2的效果明显） 将以上措施后，无阀滤池出水水样测试数据如表3， 表3 滤池水箱中水样水质监测数据 Fe（mg/L） Mn