Visão geral
O filtro de ferro e manganês é comumente usado no tratamento de águas subterrâneas e sua principal função é completar a troca iônica por meio do método de oxidação, oxidando os íons de ferro e manganês de baixa valência na água em íons de ferro e manganês de alta valência e, em seguida, removendo esses íons através do processo de adsorção, filtração e precipitação. Este equipamento é especialmente adequado para o tratamento de águas subterrâneas gravemente poluídas, que podem não apenas remover efetivamente ferro e manganês, mas também realizar a remoção de amônia e nitrogênio usando amônia na água como fonte de nutrientes com a ajuda de ferro e outras bactérias.
Princípio de trabalho
O princípio de funcionamento do filtro de Ferro e Manganês segue principalmente as seguintes etapas:
- reação de oxidação: sob a ação do dispositivo de aeração, os íons de ferro de baixa valência (Fe²⁺) e os íons de manganês (Mn²⁺) na água reagem com o oxigênio do ar para gerar íons de ferro de alta valência (Fe³⁺) e íons de manganês ( Mn⁴) ⁺).
- Troca iônica: íons de ferro e manganês de alta valência são quimicamente adsorvidos na superfície do meio filtrante, que geralmente é quartzo refinado ou areia de manganês.
- adsorção e filtração: os íons de ferromanganês adsorvidos passam pela camada filtrante do meio filtrante, as partículas de óxido de ferromanganês são retidas e o teor de ferromanganês na água é reduzido.
- Remoção de sedimentação: a água filtrada flui pelo tanque de sedimentação, as impurezas sólidas caem no fundo e formam lodo, enquanto a água limpa sai pela parte superior.
Composição do equipamento e requisitos de instalação
Além do filtro de Ferro e Manganês, geralmente consiste nas seguintes partes principais:
- Tanque de filtro: principal local para filtração física e adsorção química.
- Dispositivo de aeração: utilizado para injetar oxigênio na água para promover a oxidação do ferro e do manganês.
- Bomba de pressurização intermediária: para manter a pressão do fluxo de água no interior do sistema.
- Bomba de retrolavagem: retrolavagem do meio filtrante saturado para remover sedimentos.
- Sistema de controle: controle automaticamente todo o fluxo de trabalho, incluindo tempo de aeração, tempo de filtração, tempo de retrolavagem e assim por diante.
- Bomba de abastecimento de água e sistema de rede de tubulação: garantem que a água tratada possa ser transportada sem problemas para o local de destino.
Os seguintes pontos precisam ser observados durante a instalação:
- fundação firme: o equipamento deve ser colocado sobre uma fundação horizontal de concreto para garantir uma base firme e evitar afundamentos.
- Layout razoável: a posição de instalação de cada componente deve ser razoavelmente definida para garantir a conveniência de operação e manutenção.
- Medidas antivibração: Adicione almofadas antivibração a cada parte de conexão do equipamento para reduzir a vibração e o ruído durante a operação.
Seleção e regeneração de meio filtrante
O meio filtrante para remoção de ferro e manganês é geralmente areia de quartzo refinada ou areia de manganês, que são derivados de minerais naturais e possuem excelentes propriedades catalíticas. O meio filtrante é muito sensível aos íons ferromanganês, que são firmemente adsorvidos enquanto estiverem presentes. No entanto, com o tempo, o meio filtrante ficará saturado e a regeneração será necessária.
O processo de regeneração é geralmente químico, ou seja, o meio saturado é embebido numa solução de hidróxido de sódio (NaOH) durante cerca de 6-8 horas para restaurar o meio ao seu estado inicial e recuperar a sua capacidade de adsorção. O meio filtrante regenerado pode continuar a ser utilizado, prolongando a vida útil do equipamento.
Operação e manutenção do equipamento
Para garantir o funcionamento eficiente do filtro de Ferro e Manganês, a operação e manutenção diária são essenciais:
- inspeção regular: verifique regularmente o estado de funcionamento de cada componente, especialmente o dispositivo de aeração e o tanque do filtro.
- Substituição e regeneração do meio filtrante: Substitua ou regenere o meio filtrante regularmente para manter um bom efeito de filtração. Geralmente, são necessárias 1 a 2 vezes por ano para calcular o custo da perda do meio filtrante.
- Limpeza do sistema: Realize a limpeza do sistema, especialmente a retrolavagem, regularmente para evitar que o acúmulo de óxidos de ferromanganês no tanque do filtro obstrua a camada do meio filtrante.
- manutenção do sistema de controle: garanta o funcionamento normal do sistema de controle e, para sistemas altamente automatizados, calibre regularmente os controladores e sensores.
Vantagens técnicas
Atualmente, a tecnologia de filtro de Ferro e Manganês está bastante madura, com as seguintes vantagens:
- Remoção de ferro e manganês de alta eficiência: o equipamento pode remover com eficácia a alta concentração de íons de ferro e manganês nas águas subterrâneas.
- Remoção de amônia e nitrogênio: sob condições específicas, usando amônia como fonte de nutrientes para realizar o efeito de remoção de amônia e nitrogênio.
- Estável e confiável: o sistema é razoavelmente projetado, estável em operação, fácil manutenção e a vida útil do equipamento é de várias décadas.
- Baixo custo de operação: o equipamento tem baixo custo de operação, bastando arcar com o custo de perda de material filtrante e uma pequena quantidade de energia elétrica todos os anos, economizando o custo de operação.
- Ampla gama de aplicações: é adequado para remover ferro e manganês de todos os tipos de fontes de água subterrâneas e é amplamente utilizado nas áreas de água potável, sistemas hidráulicos, empresas industriais e de mineração e abastecimento de água rural.
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