マンガン砂はどのようにして鉄を除去するのでしょうか？酸化、捕捉、逆洗の説明

2026.10.2619

マンガン砂は、到着時に鉄を捕捉するのではなく、溶解した鉄を層内で固体に変えることによって鉄を除去します。第一鉄は溶解しており、無色であり、どんなフィルターも通過できるほど小さいです。メディア粒子の表面では、溶存酸素によって第二鉄に酸化され、水酸化物のフロックが形成されます。このフロックがベッドに保持されます。逆洗して排水に送ります。酸化、粒子形成、捕捉、逆洗がプロセス全体であり、そのうちの 1 つでも不足すると、培地に含まれる鉄が濾液に到達します。

プロセスは 4 つのステップで構成されます

酸化: 溶存酸素が Fe から電子を剥ぎ取ります。²⁺ 粒子表面ではpHが速度を設定します。
粒子形成: 第二鉄は加水分解して、柔らかく粘着性の固体である水酸化第二鉄フロックになります。
捕捉: フロックは細孔空間および粒子表面に沈着し、そのほとんどは上部近くにあります。
逆洗: 逆流により床が流動化し、固形分が除去されます。

ステップ 1: 溶解した鉄の状態が変化する必要がある

地下水中の鉄は鉄です。それは溶解して目に見えない無酸素帯水層から出てきて、酸化剤と出会うまでそのままの状態を保ちます。そのため、砂フィルター、カートリッジ、または膜は気付かずにそれを通過します。ベッドでは、溶存酸素が働きます: 4Fe²⁺ + O₂ + 10H₂Oは4Fe(OH)を与える₃ + 8H⁺。酸化剤は媒体ではなく曝気による酸素であり、第一鉄 1 mg あたり約 0.14 mg の酸素を消費するため、曝気装置は最低限の化学量論値よりも多くの酸素を供給する必要があります。

pHが速度を左右します。第一鉄は、pH が約 7 を超えると容易に酸化します。曝気プラントの設計ガイダンスでは、実用的な範囲を最小値として pH 7.2、作業範囲として 7.5 ～ 8.0 としています。それ以下では反応が遅くなり、フロックが細かくなり、濾液中に鉄が現れ始めます。

メディアは触媒であり、消耗品ではありません。二酸化マンガンは接触すると第一鉄を酸化する可能性があり、そうすることで媒体が少し消費され、マンガンが水中に放出されます。マイナーな経路である作業床では、粒子はすぐに酸化鉄のコーティングを持ち、二酸化マンガン媒体上に形成されるコーティングが作業触媒になります。

ステップ 2: 鉄が粒子になる

第二鉄は中性付近の pH では不安定になります。これは加水分解し、その後重合して水酸化第二鉄になります。これは、元のイオンの何倍ものサイズのゼラチン状の凝集物ですが、せん断力を受けると分解できるほど弱いものです。そのフロックがどこで形成されるかによって、ベッドがどのように動作するかが決まります。ライザーまたはメインの上流で生成されたフロックは粒子として到着し、濾過されます。ベッド内で生成されたフロックは粒子上で成長し、形成された場所に保持されます。コップ一杯の井戸水を放置しておくと同様の変化が見られます。

温度と pH は、鉄濃度と同様に粒子を変化させます。冷たく低pHの水では、より細かく弱いフロックが生成され、捕捉される前にさらに深く移動します。これが、夏に元気に成長する植物が冬には平凡に見える理由の1つです。

ステップ 3: ベッドがフロックを捕捉する

ベッドは表面でのふるい分けに依存しません。水は細孔を通って移動する際に速度が低下し、フロックが粒子の表面に沈着してそこに付着し、より細かい物質が細孔が狭くなった場所に捕らえられます。フロックは柔らかいため、そのほとんどはベッドの上部で除去され、そこで最初に水頭損失が発生します。運転は最終水頭損失または濁度の突破のどちらか先に到達した時点で終了し、流量によってフロックがどの程度の深さまで移動するかが設定されます。設計速度を超えると固体がさらに進むか、水とともに放置されます。

一般に、メディアカットにより、キャプチャとランレングスのバランスが決まります。

カット	捕獲	頭の損失と走行	それが合うところ
0.5～1.0mm	最も微細な毛穴、最高の捕捉率	立ち上がりが早く、走行距離が短い	鉄負荷の低減、厳しい排水制限
1.0～2.0mm	もっとオープンに、多少の罰金も可	立ち上がりが遅く、走行時間が長くなります	より高いアイロン負荷、強力な逆洗が可能

ステップ 4: 逆洗によりベッドを復元する

逆洗は水質のステップではありません。空隙を修復します。逆流により床が膨張し、粒子が分離し、フロックが表面から剪断され、より軽い固体が洗浄水と一緒に流出します。冷水は温水よりも床をさらに膨張させるため、速度は給水プラントが使用する最も冷たい水に設定する必要があります。

鉄の負荷が高くなると、水だけではベッドを洗浄できません。同じ基準では、固形物負荷が 2 mg/L を超える鉄で 10 m/h のろ過速度に相当する空気洗浄を要求しています。これは、鉄フロックが沈殿物に結合し、水洗では破壊できないためです。 2 つの故障モードが両側にあります。洗浄力が弱すぎるとベッドに鉄の泥が残り、洗浄時間が短くなり、メディアが固着する可能性があります。強すぎるものや長すぎるものは媒体を排出するのに役立ち、マンガンの負荷が重要な場合は活性膜も剥がします。時計ではなく洗浄水で洗浄を終了します。標準では、洗浄終了時の濁度が 10 NTU 未満であることを終了点として使用します。

初めて購入する場合のメカニズムの意味

鉄除去が機能するかどうかは 4 つの条件によって決まります。フィルター入口の溶存酸素、pH とアルカリ度、ベッドを通過する接触時間、十分な速度の逆洗システム、負荷が重い場合は空気です。メディアの選択は、この 4 人の前ではなく、その後にあります。特に鉄の役割については、MnO₂ アッセイは弱いレバーです。第一鉄は、酸素と pH が適切になると容易に酸化するため、証明書に記載されているパーセンテージよりも粒子サイズ、層の深さ、洗浄能力の方が重要です。マンガンの役割はその逆で、触媒表面がより多くの仕事をします。

QingChong マンガンフィルターメディアは、MnO で造粒された天然マンガン鉱石です。₂ 30 ～ 90 パーセント、鉄キャップ 8 パーセント、シリカ 15 パーセント、0.5 ～ 1.0 mm および 1.0 ～ 2.0 mm のカットまたはオーダーサイズです。この範囲は、カットが棚のデフォルトではなく容器と洗浄速度に従うように存在し、マンガン媒体と普通の砂の違いは、ベッドを初めて指定するときに重要になります。

次のステップ

カタログではなく水上ベッドのサイズを測ってください

最初のレビューでは、総鉄と溶存鉄、pH、アルカリ度、入口の溶存酸素、設計流量、満たさなければならない流出制限、容器の直径と床の深さ、利用可能な逆洗速度と最も冷たい洗浄水の温度、空気洗浄が装備されているかどうかを送信します。このセットは、成績が議論される前に、ベッドに機能する余地があるかどうかを示します。水処理アプリケーションノートには除去ルートが記載されており、Qingchong の連絡先ページでレビューが開始されます。

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よくある質問

マンガン砂は曝気せずに鉄を除去できますか?

確実ではありません。酸素は酸化剤であるため、低酸素水が供給された床には反応を促進するものが何もなく、溶解した鉄が通過します。曝気を避ける植物は通常、代わりに塩素、過マンガン酸塩、またはオゾンを投与しますが、その投与量は鉄の需要に加え、アンモニアや有機物からの競合する需要をカバーする必要があります。

普通の砂ろ過器とどう違うのですか？

砂床にはすでに粒子状になっている鉄が保持されている可能性があり、その一部は古い穀物上で酸化します。できないことは、中性付近の pH で 1 回のパスで酸化と捕捉を引き起こす触媒表面を供給することです。その表面とその上に構築されるコーティングが、作業上の違いとなります。

新しいベッドはすぐに使えますか?

全力ではない。新しいベッドは酸化物コーティングなしで開始されるため、使用中にコーティングが構築される間、初期の結果は弱くなります。最初の数週間を熟成期間として扱い、最後にパフォーマンスをどのように測定するかを合意し、水の予想持続期間を確認します。

逆洗後のアイロンはどこへ行くのですか？

それは鉄分が豊富な洗浄水として残りますが、これは治療の問題ではなく排出の問題です。その流れの同意限度を確認し、洗浄水を入口に再利用する場合は、鉄をプラントの前面に戻してベッドに負荷を加えることに注意してください。

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