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采用KMnO4溶液浸渍法制备了新型改性锰砂滤料,研究了滤料表面性能和过滤处理高铁锰矿井水的效果。结果表明,锰砂滤料除铁锰性能优于石英砂、陶粒以及瓷砂,采用KMnO4溶液浸渍能够提高锰砂滤料的过滤性能,较优的浸渍浓度为5%。5%KMnO4改性锰砂滤料过滤处理高铁锰矿井水的较佳工艺参数为：过滤周期24 h,反冲洗强度3.2 L/（s.m2）,反冲洗时间5 min;通过比表面积测试分析和SEM表征分析发现,KMnO4溶液浸渍能够提高锰砂滤料比表面积,并在锰砂滤料表面形成了氧化膜,从而提高除铁除锰效果,而且浸渍液浓度越高,这种作用越明显。

采用锰砂填料人工湿地高层度处理钢铁企业的达标排放废水,并与砾石填料人工湿地的处理效果进行对比.结果表明:锰砂填料人工湿地具有持续而稳定的铁、锰去除效果,对其去除率均在90%以上,当进水总铁和Mn2+浓度分别为0.3～1.2 mg/L和0.2～1.1 mg/L时,相应的出水浓度基本保持在0.05 mg/L以下,达到了回用水水质标准.而砾石填料人工湿地会出现铁、锰的累积和解吸现象,没有持续的铁、锰去除能力.同时,锰砂填料人工湿地对COD、TP和NH4+-N的去除效果均好于砾石填料人工湿地.

采用锰砂/石英砂滤池与纳滤膜组合工艺处理含砷水,考察锰砂/石英砂、纳滤膜(NF90、HL)、锰砂/石英砂滤池与纳滤膜组合工艺对水中砷的去除效果.结果表明,三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))经锰砂/石英砂过滤后能得到很好的去除,原水砷浓度250 μg/L,出水砷浓度小于50μg/L;纳滤膜对五价砷(As(Ⅴ))的去除能力很高,能达到90%以上,但是对三价砷(As(Ⅲ))的去除率不理想,为40%～60%;锰砂/石英砂复合滤池与纳滤膜组合工艺对水中砷有很好的去除效果,出水砷浓度均小于10μg/L,是理想的饮用水除砷方法.

采用不同体积比的石英砂/锰砂混层滤料处理含铁、锰的人工配水,考察了对铁、锰的去除效果及其影响因素.试验结果表明,各混层滤料对铁都有很好的去除效果;滤后水中的锰含量随着运行时间的延长而呈现出逐渐降低的趋势,且石英砂与锰砂的体积比为3:7的混层滤料对锰的去除效果要好于体积比为7:3的,但其水头损失增长较快;混层滤料去除铁、锰的较适pH值为6.0～7.5,反冲洗强度宜采用13 L/(s·m2).

通过过滤柱实验,研究了不同滤速情况下处理印染废水时海绵铁/锰砂混合填料对过滤周期产水量、脱色率、出水含铁量的影响,并分析了印染废水处理前后废水的可生化性和紫外-可见光谱的变化.试验结果表明,海绵铁/锰砂混合填料对模拟印染废水具有较高的脱色率,较高可达99%,并可提高印染废水的可生化性.

探讨低铁高锰地下水处理的较佳方法.方法 通过一级锰砂、二级硅碳素、锰砂和硅碳素串联三种不同的处理方式,采用两根串联的农业生产体系玻璃柱,以模拟含铁锰地下水为处理对象,对比其处理效果.结果 当进水锰质量浓度在2.0 mg/L左右,铁质量浓度在0.5 mg/L左右,温度在13 ～14℃,pH在6.4,溶解氧(DO)在3.9～4.0mg/L时,锰砂和硅碳素串联的出水效果较好.结论 单独使用一级锰砂滤柱,出水铁可以达标,但出水锰不能达标；单独使用二级硅碳素滤柱时,铁锰可同时达标,但维持时间短暂；两者串联使用时,铁锰可同时在较长时间内维持达标.对于低铁高锰的地下水,锰砂和硅碳素串联的处理方式经济效率高.

通过锰砂与活性炭除锰的对比试验,深入研究了滤料介质、试验条件等因素对含锰水接触氧化除锰的影响,进一步探讨了工业水过滤除锰的机理和接触氧化除锰的速率等.对于含锰量较高的工业用水,当pH>6.5时,滤料有较好的除锰效果,去除率可达98%以上.当滤速小于12 m/h时,除锰效果更佳,出水含锰量为痕量.用廉价的锰砂完全可以替代高价的活性炭处理含锰废水,可非常大地节约处理成本.采用石英砂/锰砂混层滤料去除电厂循环冷却水中的铁,探讨了pH值对混层滤料除铁的影响.结果表明,石英砂/锰砂比例为3∶7的混层滤料,pH值在6.5 ～8.5,滤速为1.5 m/h的条件下,除铁效果较好,滤后水中的总铁和亚铁含量均在11μg/L以下,达到使用要求,效果满意.该方法为电厂循环冷却水处理提供了基础实验依据,为其他工农业给水有效去除铁(Ⅲ)的色度污染提供了参考.

以锰砂为填料的垂直流人工湿地处理钢铁废水的效果,试验结果表明:湿地系统对CODCr、Fe、Mn、TP、NH3-N的平均去除率分别为52%、97%、94%、95%和83%.夏季湿地对各种污染物的去除效果较好.HRT在2～5 d时,其改变对污染物的去除影响很小,低温条件对NH3-N的去除效果有一定的影响.对以Fe、Mn、浊度的去除为目的的人工湿地而言,在南方的冬季仍可达到良好效果.