錳砂、石英砂、無煙煤濾料主要有兩方面的作用

錳砂、石英砂、無煙煤濾料主要有兩方面的作用

一、錳砂濾料、石英砂濾料、無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，對水中的Fe2+和Mn2+起催化氧化作用；二是過濾作用，截留水中的鐵錳氧化產物．不同的濾料由于物理性質等的差異，成熟時間不同，除錳效果也不同．主要有石英砂濾料、錳砂濾料和無煙煤濾料．石英砂濾料是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物，主要成分是SiO2，該濾料密度大，機械強度高，使用周期長，用石英沙作為過濾介質，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、除錳過濾裝置，效果良好，值得注意的是，當錳砂濾料中MnO2的質量分數大于35％時，既可除鐵又能除錳，而質量分數小于30％的錳砂濾料只能用于地下水除鐵．  無煙煤濾料從深井礦物中精選，含碳量高，機械強度高，化學性質穩定，不含有毒有害物質，在一般酸性、堿性、中性水中均不溶解．  對幾種濾料進行比較發現，錳砂濾料吸附容量大，但其機械強度低，相對體積質量大，價格高．石英砂濾料雖吸附強度不及錳砂，但機械強度高，相對體積質量和價格適中．無煙煤濾料的孔隙率高，相對體積質量小，價格低廉，從物理性質上分析完全可以作為鐵錳細菌的載體．因為較高的孔隙率可以提高濾層內的生物量，節省反沖洗的水電?肖耗量，同時，可使微生物群系和Fe2+、Mn2+隨原水深入到濾層更深處，發揮整個濾層的除錳能力．孔隙率大，避免表層過快堵塞，延緩了全層阻力的增大，延長了反沖洗周期．質輕可以減少反沖洗強度．此外，與石英砂和錳砂濾料相比，無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間． 

二、縮短濾膜成熟時間的技術工藝；  活性的增長并不是由于濾料表面細菌的繁殖，而是鐵泥中細菌的增長．濾柱的成熟需要經過一段時間使細菌固定在濾料上．總的說來濾柱的成熟可以分為4個時期：0～15 d為適應期，這一階段濾層幾乎無明顯除錳效果；15--30 d為第一活性增長期，此時隨著微生物的不斷繁殖，濾層的除錳率不斷提高；30-50 d為第二活性增長期，此時微生物數量相對穩定，出水錳逐漸達到標準；50 d后到達穩定期，此時濾層完全成熟并且運行穩定．可見，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歷較長的時間，因此縮短濾膜的成熟時間對降低生產成本和提高除錳效率具有重要意義．

三、完全氧化時間；  各地區地下水中Fe2+的完全氧化時間相差較大，這主要受水中溶解氧、可溶性硅酸、水酸堿性等因素的影響．有的地區地下水接觸空氣之后，短短的時間就可被氧化為Fe3+膠體顆粒，而有的更長時間也不能被完全氧化．Fe2+完全氧化后，地下水由澄清透明變為渾濁的黃褐色，在濾層表層形成一層薄薄的鐵泥，這些鐵泥會影響生物膜的增長，導致成熟期延長．

四、菌體的附著效能；在工程實踐中僅有氧化能力強的細菌是不夠的，還需要細菌與濾料有較好的附著，研究表明可選用適當的固定化方法．而甲殼素作為固定化載體就能有效促進濾料的成熟．首先由于甲殼素本身結構非常疏松，對蛋白質有很強的親和力，并在微酸性的介質中呈正電性，因而對微生物，尤其是負電的細菌有著很強的吸附作用．其次，甲殼素提取于生物，具有較好生物相容性，對微生物無害且能較高地保持微生物活性，文獻表明甲殼素在固定淀粉酶和溶菌酶時可保留酶90％的活性．此外，甲殼素對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，與微生物的最佳培養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  實踐證實，在生物除錳的過程中，Fe2+起著相當大的作用，Fe2+的存在除了能夠促進微生物分泌胞外酶并刺激其活性外，還能通過Fe2+的變價傳遞電子，催化Mn2+的氧化反應．此外，還可能充當酶激活劑的角色，Fe。+與某種酶結合后，使Mn2+更有利于同該酶的催化部位和結合部位相結合，加速Mn抖的氧化．若進水中缺少Fe2+，濾柱對Mn2+只有物理吸附作用，無法達到生物固錳除錳的目的．究其原因，當Fe2+不存在或質量濃度過低時濾層內為極端貧營養環境，而細菌對底物的氧化速率受底物濃度的影響，底物濃度太低，鐵錳細菌的代謝繁殖受到限制，成熟期時間相應延長．但過量的Fez+會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，還會導致頻繁的反沖洗，這些對濾池的培養都是不利的 。