錳砂濾料是選用塊狀錳礦和天然砂作原料,經(jīng)破碎篩選加工而成。外觀粗糙、呈褐色,具有良好的除錳除鐵功能,是給水排水行業(yè)的產(chǎn)品。天然錳砂中含有 MnO2,它是 Fe2+ 氧化成 Fe3+ 的良好催化劑,含錳量(以 MnO2 計(jì),下同)不小于 35% 的天然錳砂濾料,既可用于地下水除鐵,又可用于地下水除錳;含錳量為 20% ~ 30% 的天然錳砂濾料,只宜用于地下水除鐵,含錳量低于 20% 的則不宜采用。
目前,對(duì)使用天然MnO2礦砂除鐵,其原理有二種:一種是以所謂濾膜的作用,錳砂表面有一層較強(qiáng)的氧化作用。另一種是錳礦砂本身反鐵催化作用,將水中的二價(jià)鐵催化成三價(jià)鐵,再把三價(jià)鐵千周附著在錳礦砂顆粒表面從而起到除鐵的目的
天然錳砂濾料的檢驗(yàn)方法(補(bǔ)充件)
A.1 總則
A.1.1 本檢驗(yàn)方法適用于天然錳砂濾料和錳砂承托料。
A.1.2 稱(chēng)取天然錳砂濾料和錳礦承托料樣品時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確至所稱(chēng)樣品質(zhì)量的0.1%。樣品用量與測(cè)定步驟,應(yīng)按照本方法的規(guī)定進(jìn)行。
A.1.3 本方法所用的容量器皿,應(yīng)進(jìn)行校正。
A.1.4 本方法在進(jìn)行篩分、破碎率和磨損率檢驗(yàn)時(shí)用的試驗(yàn)篩、應(yīng)符合GB6003的規(guī)定。
A.2 取樣
A.2.1 堆積天然錳砂濾料的取樣。在濾料堆上取樣時(shí),應(yīng)將濾料堆表面劃分成若干個(gè)面積相同的方形塊,于每一方塊的中心點(diǎn)用采樣器伸入到濾料表面150mm以下采取。然后將從所有方塊中取出的等量(以下取樣均為等量合并)樣品置于一塊潔凈、光滑的塑料布上,充分混勻,攤平成一正方形,在正方形上劃對(duì)角線(xiàn),分為四塊,取相對(duì)的二塊混勻作為一份樣品(即四分法取樣),裝入一個(gè)潔凈容器內(nèi)。樣品采取量應(yīng)不少于4kg。
A.2.2 袋裝天然錳砂濾料的取樣。取袋裝濾料樣品時(shí),由每批產(chǎn)品總袋數(shù)的5%中取樣,批量小時(shí)不少于3袋。用取樣器從袋口中心垂直插入二分之一深度處采取。然后將從每袋中取出的等量樣品合并,充分混勻,用四分法縮減至4kg,裝入一個(gè)潔凈容器內(nèi)。
錳礦承托料的取樣量可根據(jù)測(cè)定項(xiàng)目計(jì)算。
A.2.3 試驗(yàn)室樣品的制備。試驗(yàn)室收到天然錳砂濾料試樣后,根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮M(jìn)行篩選和縮分。然后在105~110ºC的干燥箱中干燥至恒量,置于磨口瓶中保存。
A.3 檢驗(yàn)方法
A.3.1 含錳量
用作天然錳砂濾料和承托層的錳礦石,其含錳的測(cè)定可按GB 1506的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
A.3.2 密度
向李氏比重瓶中加入煮沸并冷卻至約20°C的蒸餾水至零刻度,塞緊瓶蓋。在20±1ºC的恒溫水槽中靜置1h后,調(diào)整水面準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)零刻度,擦干瓶頸內(nèi)壁附著水,通過(guò)長(zhǎng)頸玻璃漏斗慢慢加入洗凈干燥的濾料樣品或粒徑小于4mm的錳礦承托料樣品100g,邊加邊向上提升漏斗,避免漏斗附著水及瓶頸內(nèi)壁粘附樣品顆粒,旋轉(zhuǎn)并用手輕拍比重瓶,以驅(qū)除氣泡。塞緊瓶蓋,在20±1ºC的恒溫水槽中靜置1h后,再用手輕拍比重瓶,以驅(qū)除氣泡,記錄瓶中水面刻度體積。
樣品的密度按式(A1)計(jì)算。
p=m/V (A1)
式中 p——樣品的密度,g/cm3;
m——樣品的質(zhì)量,g;
V——加樣品后瓶中水面刻度體積,cm3。
。A.3.3 可溶率
將濾料樣品用蒸餾水洗凈,在105~110°C的干燥箱中干燥至恒量。稱(chēng)取樣品50g,置于500mL燒杯中,加入(1+1)160mL使樣品*浸沒(méi),在室溫下靜置,偶作攪拌,待停止發(fā)泡30min后,傾出溶液,用蒸餾水反復(fù)洗滌樣品,直至用pH試紙檢查洗凈水呈中性為止。把洗凈后的樣品移入已恒量的稱(chēng)量瓶中,在105~110°C的干燥箱中干燥至恒量。
可溶率按式(A2)計(jì)算。
可溶率(%)=m-m1/m ×100 (A2)
式中:m——加前樣品的質(zhì)量,g;
m1——加后樣品的質(zhì)量,g;
A.3.4 破碎率和磨損率
濾料樣品經(jīng)洗凈干燥并通過(guò)篩選,取粒徑為0.5~1.0mm的樣品50g,置于內(nèi)徑50mm、高150mm的金屬圓筒內(nèi),加入6顆直徑8mm的軸承鋼珠,蓋緊筒蓋,在行程為140mm、頻率150次/min的振蕩機(jī)上振蕩150min。取出樣品,分別稱(chēng)量通過(guò)篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質(zhì)量和通過(guò)篩孔徑0,25mm的樣品質(zhì)量。
破碎率和磨損率分別按式(A3)和式(A4)計(jì)算。
破碎率(%)=m1/m ×100 (A3)
磨損率(%)=m2/m ×100 (A4)
式中:m——樣品的總質(zhì)量,g;
m1——通過(guò)篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質(zhì)量,g;
m2——通過(guò)篩孔徑0.25mm的樣品質(zhì)量,g。
A.3.5 含泥量
稱(chēng)取干燥濾料樣品500g,置于1000mL洗料筒中,加入清水,充分?jǐn)嚢?min,浸泡2h,然后在水中攪拌淘洗樣品,約1min后,把渾水慢慢倒入孔徑為0.08mm的篩中。測(cè)定前篩的兩面先用水濕潤(rùn)。在整個(gè)操作過(guò)程中,應(yīng)避免砂粒損失。再向筒中加入清水,重復(fù)上述操作,直至筒中的水清澈為止。用水沖洗截留在篩上的顆粒,并將篩放在水中來(lái)回?fù)u動(dòng),以充分洗除小于0.08mm顆粒。然后將篩上截留的顆粒和筒中洗凈的樣品一并倒入搪瓷盤(pán)中,置于105~110°C的干燥箱中干燥至恒量。
含泥量按式(A5)計(jì)算。
含泥量(%)=m-m1/m ×100 (A5)
式中 m——淘洗前樣品的質(zhì)量,g;
m1——淘洗后樣品的質(zhì)量,g;
A.3.6 篩分
稱(chēng)取干燥的濾料樣品100g,置于一組試驗(yàn)篩(按篩孔由大至小的順序從上到下套在一起)的zui上一只篩上,底盤(pán)放在zui下部。然后蓋上頂蓋,在行程140mm、頻率150 次/min的振蕩機(jī)上振蕩20min,以每分鐘內(nèi)通過(guò)篩的樣品質(zhì)量小于樣品總質(zhì)量的0.1%作為篩分終點(diǎn)。然后稱(chēng)出每只篩上截留的濾料質(zhì)量,按表A1填寫(xiě)和計(jì)算所得結(jié)果,并以表A1中篩的孔徑為橫坐標(biāo),以通過(guò)該篩孔樣品的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制篩分曲線(xiàn)。根據(jù)篩分曲線(xiàn)評(píng)定天然錳砂濾料的粒徑是否符合要求,或確定濾料的有效粒徑和不均勻系數(shù)。
表A1中:m——天然錳砂濾料樣品的總質(zhì)量,g。
m8=m7+m6
m9=m8+m5=m7+m6+m5
m10=m9+m4=m7+m6+m5+m4
m11=m10+m3=m7+m6+m5+m4+m3
m12=m11+m2=m7+m6+m5+m4+m3+m2
A.3.7 錳礦承托料的密度
錳礦承托料密度,按照錳礦承托料的鋪料層次及粒徑范圍分組測(cè)定。測(cè)定前將樣品洗凈和干燥至恒量,并按下述步驟分別測(cè)定。
表A1
篩孔徑
mm 截留在篩上的樣品質(zhì)量
g 通過(guò)篩的樣品
粒徑4~8mm或8~16mm的樣品,稱(chēng)取300g,慢慢加入盛有250mL(V1)煮沸并冷卻至20°C左右的水的500mL量筒中,旋轉(zhuǎn)及用手輕拍量筒,以驅(qū)除氣泡。在20±1°C的恒溫水槽中靜置1h后,再用手輕拍量筒,以驅(qū)除氣泡,記錄量筒中水面刻度體積(V2)。
錳礦承托料的密度按式(A6)計(jì)算。
p=m/ V2-V1 (A6)
式中 p——樣品的密度,g/cm3;
m——樣品的質(zhì)量,g;
V1——加樣品前量筒中水面刻度體積,cm3;
V2——加樣品后量筒中水面刻度體積,cm3。
A.3.8 錳礦承托料的含泥量
將樣品在105~110°C的干燥箱中干燥至恒量,并按表A2規(guī)定分別測(cè)定。
表A2
樣品粒徑,mm <4 4~8 8~16
樣品質(zhì)量,g 500 1500 2500
稱(chēng)取上表中規(guī)定的樣品質(zhì)量,置于搪瓷盆中并加入清水浸泡2h后,在水中攪拌淘洗樣品。以下操作按照本檢驗(yàn)方法A.3.5條作。其含泥量按式(A5)計(jì)算。
附錄B 濾料和承托料的鋪裝方法(參考件)
本鋪裝方法適用于天然錳砂濾料濾池。
B.1 準(zhǔn)備
B.1.1 配水系統(tǒng)安裝完畢以后,先將濾池內(nèi)雜物全部清除,并疏通配水孔眼和配水縫隙,然后再用反沖洗法檢查配水系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)要求。
B.1.2 在濾池內(nèi)壁按承托料和濾料的各層頂高畫(huà)水平線(xiàn),作為鋪裝高度標(biāo)記。
B.1.3 仔細(xì)檢查不同粒徑范圍的承托料,按其粒徑范圍,從大到小依次清洗,以備鋪裝。
B.2 鋪裝
B.2.1 鋪裝zui下一層承托料時(shí),應(yīng)注意避免損壞濾池的配水系統(tǒng)。待裝承托料應(yīng)吊運(yùn)到池內(nèi),再行鋪撒;或者使池內(nèi)充水至排水槽頂,再向水中均勻撒料,然后排水,使水面降至該層頂面高度水平上線(xiàn),用鍬鋪勻。鋪裝人員不應(yīng)直接在承托料上站立或行走,而宜站在木板上操作;在池內(nèi)的操作人員應(yīng)盡量少,以免造成承托料的移動(dòng)。在下一層鋪裝完成后,才能鋪裝上一層承托料。
B.2.2 每層承托料的厚度應(yīng)準(zhǔn)確、均勻,用鍬或刮板刮動(dòng)表面,使其接近于水平面,高度應(yīng)與鋪裝高度標(biāo)記水平線(xiàn)相吻合。
B.2.3 在鋪完2~4mm的承托料后,應(yīng)用該濾池上限沖洗強(qiáng)度沖洗,以排除承托料中的泥沙。
B.2.4 承托料全部分層鋪裝就位后,采用從池頂向水中均勻撒料的方法,撒入預(yù)計(jì)數(shù)量的濾料(包括應(yīng)刮除的輕物質(zhì)和小于下限粒徑的細(xì)顆粒),然后進(jìn)行沖洗。沖洗后刮除輕物質(zhì)和小于下限粒徑的顆粒。按上述方法操作后,如濾料厚度達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值,應(yīng)重復(fù)上述操作直到符合要求為止。