水處理用天然錳砂濾料國家標準

中華人民共和國城鎮建設行業標準
水處理用天然錳砂濾料
The filter manganese ore for
water treatment
CJ/T 3041—1995
CJ/T 3041—1995
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　

1、主題內容與適用范圍
　　本標準規定了水處理用天然錳砂濾料及錳礦承托料的技術要求、檢驗方法以及標志、包裝、運輸和貯存等方面的要求。
　　本標準適用于生活飲用水的地下水除鐵除錳過濾用天然錳砂濾料及錳礦承托料。用于工業用水的天然錳砂濾料和錳砂承托料，亦可參照使用。
2、引用標準
　　GB　5749　生活飲用水衛生標準
　　GB　6003　試驗篩
　　GBJ　13　室外給水設計規范
3、錳礦承托料的技術要求
3.1　用于地下水除鐵和除錳的天然錳砂濾料，其錳的形態應以氧化錳為主。含錳量（以MnO2計，下同）不應小于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；含錳量小于20%的錳礦砂則不宜采用。宜優先采用經過科學試驗或生產使用證明能獲得良好除鐵和除錳效果的天然錳砂品種作濾料。
3.2　天然錳砂濾料的平均密度一般為3.2g/cm³至3.6g/cm³范圍內。使用中對密度有特殊要求者除外。
3.3　天然錳砂濾料的鹽酸可溶率不應大于3.5%（百分率按質量計，下同）。
3.4　天然錳砂濾料的破碎率和磨損率之和不應大于3%。
3.5　天然錳砂濾料應不含肉眼可見泥土、頁巖和外來碎屑，含泥量不應大于2.5%。
3.6　濾料的水浸出液應不含對人體有毒、有害物質。
3.7　錳礦承托料的粒徑
3.7.1　天然錳砂濾料的粒徑范圍，最小粒徑為0.5～0.6mm，最大粒徑為1.2～2.0mm。當對天然錳砂濾料的有效粒徑和不均勻系數有特殊要求時，可按要求來選擇濾料的粒徑范圍。
3.7.2　在各種粒徑范圍的天然錳砂濾料中，小于指定下限粒徑的不應大于3%；大于指定上限粒徑的不應大于2%。　
4、錳礦承托料的技術要求
4.1　錳礦承托料與天然錳砂濾料應為同一產地的礦石，兩者的密度應基本相同。
4.2　錳礦承托層應不含肉眼可見泥土、頁巖和外來碎屑。承托料含泥量不應大于1%。
4.3　承托料的水浸出液應不含對人體有毒、有害物質。
4.4　錳礦承托料的粒徑
4.4.1　錳礦承托料的粒徑范圍，為2～4mm，4～8mm，8～16mm。
4.4.2　在各種粒徑范圍的錳礦承托料中，小于指定下限粒徑的及大于指定上限粒徑的均不應大于5%。
5、檢驗方法
　　檢驗方法按附錄A的規定進行。
6、標志、包裝、運輸和貯存
6.1　標志
6.1.1　天然錳砂濾料和錳礦承托料的包裝袋上應印字標明產品名稱、粒徑范圍和生產廠名。
6.1.2　天然錳砂濾料和錳礦承托料的包裝袋上，應按表1規定的顏色印字。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1

6.2　包裝
6.2.1　天然錳砂濾料和錳砂承托料宜使用耐用織物袋包裝運輸。
6.2.2　天然錳砂濾料和錳礦承托料的每袋包裝質量為40±0.5kg。
6.3　運輸和貯存
5.3.1　天然錳砂濾料和錳砂承托料在運輸和貯存期間應防止包裝袋破損，以免漏失或混入雜物。
5.3.2　天然錳砂濾料錳礦承托料應按粒徑分別堆放，不宜與其它濾料一起堆放。
附錄A　天然錳砂濾料的檢驗方法（補充件）
A.1　總則
A.1.1　本檢驗方法適用于天然錳砂濾料和錳砂承托料。
A.1.2　稱取天然錳砂濾料和錳礦承托料樣品時應準確至所稱樣品質量的0.1%。樣品用量與測定步驟，應按照本方法的規定進行。
A.1.3　本方法所用的容量器皿，應進行校正。
A.1.4　本方法在進行篩分、破碎率和磨損率檢驗時用的試驗篩、應符合GB6003的規定。
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，應將濾料堆表面劃分成若干個面積相同的方形塊，于每一方塊的中心點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，在正方形上劃對角線，分為四塊，取相對的二塊混勻作為一份樣品（即四分法取樣），裝入一個潔凈容器內。樣品采取量應不少于4kg。
A.2.2　袋裝天然錳砂濾料的取樣。取袋裝濾料樣品時，由每批產品總袋數的5%中取樣，批量小時不少于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，裝入一個潔凈容器內。
　　錳礦承托料的取樣量可根據測定項目計算。
A.2.3　試驗室樣品的制備。試驗室收到天然錳砂濾料試樣后，根據試驗目的和要求進行篩選和縮分。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，其含錳的測定可按GB 1506的有關規定執行。　
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，調整水面準確對準零刻度，擦干瓶頸內壁附著水，通過長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壁粘附樣品顆粒，旋轉并用手輕拍比重瓶，以驅除氣泡。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，以驅除氣泡，記錄瓶中水面刻度體積。
　　樣品的密度按式(A1)計算。
　　　　　　　　　　　　　　p＝m/V　　　　　　　(A1)
式中　p——樣品的密度，g/cm³；
　　　m——樣品的質量，g；
　　　V——加樣品后瓶中水面刻度體積，cm³。
A.3.3　鹽酸可溶率
　　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。稱取樣品50g，置于500mL燒杯中，加入(1+1)鹽酸160mL使樣品完全浸沒，在室溫下靜置，偶作攪拌，待停止發泡30min后，傾出鹽酸溶液，用蒸餾水反復洗滌樣品，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量瓶中，在105～110°C的干燥箱中干燥至恒量。
　　鹽酸可溶率按式(A2)計算。
　　　　　　　鹽酸可溶率(%)＝m-m₁/m ×100　　　　　　(A2)
式中：m——加鹽酸前樣品的質量，g；
　　　m₁——加鹽酸后樣品的質量，g；
A.3.4　破碎率和磨損率
　　濾料樣品經洗凈干燥并通過篩選，取粒徑為0.5～1.0mm的樣品50g，置于內徑50mm、高150mm的金屬圓筒內，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的振蕩機上振蕩150min。取出樣品，分別稱量通過篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質量和通過篩孔徑0,25mm的樣品質量。
　　破碎率和磨損率分別按式(A3)和式(A4)計算。
　　　　　破碎率(%)=m₁/m ×100　　　　　　　(A3)
　　　　　磨損率(%)=m₂/m ×100　　　　　　　(A4)　　　　　
式中：m——樣品的總質量，g；
　　　m₁——通過篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質量，g；
　　　m₂——通過篩孔徑0.25mm的樣品質量，g。
A.3.5　含泥量
　　稱取干燥濾料樣品500g，置于1000mL洗料筒中，加入清水，充分攪拌5min，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。測定前篩的兩面先用水濕潤。在整個操作過程中，應避免砂粒損失。再向筒中加入清水，重復上述操作，直至筒中的水清澈為止。用水沖洗截留在篩上的顆粒，并將篩放在水中來回搖動，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中，置于105～110°C的干燥箱中干燥至恒量。
　　含泥量按式(A5)計算。
　　　　　　　　含泥量(%)＝m-m₁/m ×100　　　　　　(A5)
式中　m——淘洗前樣品的質量，g；
　　　m₁——淘洗后樣品的質量，g；
A.3.6　篩分
　　稱取干燥的濾料樣品100g，置于一組試驗篩（按篩孔由大至小的順序從上到下套在一起）的最上一只篩上，底盤放在最下部。然后蓋上頂蓋，在行程140mm、頻率150 次/min的振蕩機上振蕩20min，以每分鐘內通過篩的樣品質量小于樣品總質量的0.1%作為篩分終點。然后稱出每只篩上截留的濾料質量，按表A1填寫和計算所得結果，并以表A1中篩的孔徑為橫坐標，以通過該篩孔樣品的百分數為縱坐標繪制篩分曲線。根據篩分曲線評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。　　　
　　表A1中：m——天然錳砂濾料樣品的總質量，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定。測定前將樣品洗凈和干燥至恒量，并按下述步驟分別測定。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表A1

　　粒徑4～8mm或8～16mm的樣品，稱取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，旋轉及用手輕拍量筒，以驅除氣泡。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)計算。
　　　　　　　　p＝m/ V₂-V₁　　　　　　　　　　(A6)
式中　p——樣品的密度，g/cm³；
　　　m——樣品的質量，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規定分別測定。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表A2　　

　　稱取上表中規定的樣品質量，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方法A.3.5條作。其含泥量按式(A5)計算。
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　準備
B.1.1　配水系統安裝完畢以后，先將濾池內雜物全部清除，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是否符合設計要求。
B.1.2　在濾池內壁按承托料和濾料的各層頂高畫水平線，作為鋪裝高度標記。
B.1.3　仔細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　鋪裝最下一層承托料時，應注意避免損壞濾池的配水系統。待裝承托料應吊運到池內，再行鋪撒；或者使池內充水至排水槽頂，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，用鍬鋪勻。鋪裝人員不應直接在承托料上站立或行走，而宜站在木板上操作；在池內的操作人員應盡量少，以免造成承托料的移動。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準確、均勻，用鍬或刮板刮動表面，使其接近于水平面，高度應與鋪裝高度標記水平線相吻合。
B.2.3　在鋪完2～4mm的承托料后，應用該濾池上限沖洗強度沖洗，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，撒入預計數量的濾料（包括應刮除的輕物質和小于指定下限粒徑的細顆粒），然后進行沖洗。沖洗后刮除輕物質和小于指定下限粒徑的顆粒。按上述方法操作后，如濾料厚度達不到規定的數值，應重復上述操作直到符合要求為止。
附加說明：
　　本標準由建設部標準定額研究所提出。
　　本標準由建設部水處理設備器材標準技術歸口單位中國市政工程華北設計院歸口。
　　本標準由哈爾濱建筑大學負責起草。
　　本標準主要起草人：李圭白、李星。
　　本標準委托哈爾濱建筑大學負責解釋。

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