地下水鐵錳是什麼?地下水過濾設備、運作方式帶你了解!

地下水多少都含有鐵錳元素,但地下水鐵錳含量如果過高,不僅會讓水質呈現混濁狀態,也會散發難聞的氣味,並造成工業、農業用水困擾、產生環境汙染等。想解決地下水鐵錳超標的問題,可以透過地下水過濾技術,有效去除鐵錳雜質。本文會先介紹地下水鐵錳定義、對人體和水質的影響與超標特徵,並詳細說明地下水過濾流程及常見應用設備,幫助你更全面的了解地下水鐵錳及地下水過濾系統。
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地下水鐵錳是什麼?
「地下水鐵錳」是指地下水中的鐵和錳元素,鐵、錳元素通常會以離子的形式存在,同時也是構成土壤和岩石的主要天然成分。當水流經有鐵和錳礦物的區域,便會攜帶鐵、錳元素匯流至地下水源,影響水質的澄清度和氣味。雖然鐵、錳元素是人體及生態環境的重要微量元素,鐵、錳含量過高的水源卻可能導致人體中毒。
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地下水鐵錳對人體有害嗎?
鐵和錳都是屬於人體必要的微量元素,但在過量攝入時可能具有毒性。飲用水中過量的鐵和錳雖然通常不會導致急性中毒,但長期飲用仍可能對健康造成慢性影響。台灣食藥署針對飲用水規範為含錳濃度不能超過0.05mg/L,含鐵濃度則不能超過0.3mg/L。根據美國環保署極限試驗研究數據顯示,即使連續十天喝下錳含量1mg/L的飲用水,也不會對人體健康產生明顯負面影響,由此可知,地下水鐵錳濃度需要非常高,才會引起鐵或錳中毒或對人體造成危害,但是如果長期飲用鐵、錳超標的地下水仍然是不安全的,應該盡快尋找改善水質的方法。
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地下水鐵錳的超標特徵
地下水鐵錳超標時,水質會呈現黃褐色或黑色,同時會散發難聞的氣味。當水中含鐵量過多時會沉澱出黃色鐵泥,且煮沸後會呈現微黃色、水面漂浮油膜,並且有明顯鐵腥味、造成紅水問題 。而含錳量過多則會將用水處染色為黑色,且產生脫層現象。
地下水鐵錳超標對民生用水的明顯影響,除了會產生不良氣味以外,還會讓洗衣時會容易被染色、衣物顏色變暗等,原因是鐵和錳易沉澱,累積和堵塞水管,並產生黑、黃褐色的水;而台灣針對工業用水都有設定水質標準(鐵:2mg/L、錳:1.5mg/L),目的是為了要避免地下水鐵錳超標影響工業生產品質,例如:影響工業產品顏色及其品質等。
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地下水鐵錳過濾方法:接觸氧化法
地下水過濾錳通常會利用接觸氧化法。接觸氧化法適用於醫療廢水、生活污水、工業加工廢水等處理,原理是將濾材放進欲過濾的廢水中,並通過曝氣、攪拌等方式,使廢水在濾材的空隙之間流動和循環,最後達到微生物、鐵錳等物質的附著在濾材上的效果,實現廢水淨化的目的。
接觸氧化法優勢相當多元,包含高適應水溫變化能力、低濃度廢水處理效果佳、不需迴流汙泥以及去除難分解物質能力佳。如果水的含鐵量和含錳量分別超過2mg/L及1.5mg/L時,會建議使用原水曝氣、氧化、次過濾除鐵、二次過濾除錳的方式。反之,若低於上述數值時,則使用原水曝氣、單級過濾除鐵、除錳即可。
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地下水過濾流程與設備介紹
目前比較常見的過濾設備主要為砂過濾器(錳砂過濾),占比約95%,其次為纖維過濾,而陶瓷膜透過全新製成技術與原料打造,是未來可以考慮取代地下水鐵錳過濾的新產品。以下將詳細介紹各類型地下水過濾設備:
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地下水過濾設備1:錳砂過濾
錳砂過濾的方式主要會在接觸氧化法中使用,錳砂多以綠沙或是人造沸石,再經過高錳酸鉀、氯化錳或硫酸錳溶液製造而成。地下水鐵錳通過以錳氧化物製造的錳砂、錳沸石等過濾原料時,水中的鐵與錳離子就會因為被氧化,而達到地下水過濾潔淨的效果。但錳砂過濾因為氧化速度較慢,讓未氧化錳離子在過濾過程中變成不可逆積垢顆粒,進階影響到地下水過濾的效能。
地下水過濾設備2:纖維過濾
纖維過濾基本上可以代替錳砂過濾的技術,也能彌補錳砂過濾的缺點。纖維過濾設備具備良好的吸油能力、柔性佳、濾材可藥洗,搭配沖水壓力能針對不同需求進行濾材密度調節,不需要前置曝氣裝置就可以過濾二價及三價鐵,達成基本地下水鐵錳過濾的需求。而纖維過濾的缺點為質地柔軟,因此清洗多次纖維容易會破碎。
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地下水過濾設備3:陶瓷膜
地球村國際的陶瓷膜為過濾品質佳、親水性高、耐化性高、帶負電、高固體負載力和材質堅硬的地下水過濾設備,具備產水、過濾曝氣膜組結合於一體,以及噴淋反沖洗裝置設計等多項操作優勢,並且使用壽命長,長期穩定操作下膜片的更換頻率低,使用年限可達10年以上。陶瓷膜廣泛應用在地下水鐵錳過濾、再生水回收、海水淡化處理、生活與工業污水過濾、地表水淨水處理等領域。陶瓷膜本身利用高溫燒結的碳化矽製成,過濾精度可達到0.1μm。
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地下水過濾設備比較表
設備類型 | 主要原理 | 優點 | 缺點 | 適用範圍 |
---|---|---|---|---|
錳砂過濾 | 接觸氧化法,透過錳砂(如綠沙或錳沸石)氧化鐵錳 | 常見應用、材料成本相對低 | 氧化速度慢,易產生不可逆積垢,影響過濾效能 | 地下水鐵錳過濾 |
纖維過濾 | 利用高吸油性纖維濾材物理過濾鐵錳 | 可藥洗、濾材密度可調、無需前置曝氣 | 濾材柔軟,易於破碎、壽命較短 | 地下水鐵錳過濾、替代錳砂過濾 |
陶瓷膜 | 碳化矽高溫燒結膜,精度高(0.1μm) | 親水性佳、耐化性強、壽命長(10年以上)、可反沖洗 | 成本較高,初期投資大 | 地下水、再生水、海水淡化、污水與地表水處理 |
地下水過濾設備維護與檢測建議
為了確保地下水鐵錳過濾設備長期穩定運作、維持良好的過濾效果,日常的保養與定期的檢測工作不可忽視。以下是更詳細的建議:
地下水過濾維護方式1:定期更換濾材
不同的濾材具有不同的壽命,應依據實際使用情況進行更換:
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錳砂濾材:建議1至2年更換一次,並視原水鐵錳濃度及每日用水量調整更換頻率。當濾材變硬、變色、過濾效果明顯下降時,即為需更換的信號。
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纖維濾心:這類濾材需更頻繁更換,建議每1至3個月更換一次,以防堵塞或飽和造成水質劣化。
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陶瓷濾膜:雖然使用壽命較長(可達2年以上),但需定期反洗清潔,並每半年進行一次完整功能檢測。
地下水過濾維護方式2:定期進行水質檢測
為確保濾水系統有效運作,建議定期檢驗以下項目:
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出水鐵與錳濃度:建議每季進行一次實驗室水質檢驗,確保濾水後鐵錳濃度符合國家飲用水標準(鐵≤0.3 mg/L、錳≤0.05 mg/L)。
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水色、水味與濁度:若出現水質變色、有異味、或混濁現象,可能為濾材失效或系統堵塞的前兆,應立即檢修。
地下水過濾維護方式3:執行定期保養程序
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反洗作業(如有自動反洗功能):設定每日或每週自動進行反洗,可有效排除濾材表面雜質,延長使用壽命。
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手動清洗建議:對於手動清洗系統,每月至少執行一次沖洗作業,尤其在水源鐵錳濃度高的地區更應提高頻率。
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外殼與管線清潔:每2-3個月清洗濾水器機體及連接管線,避免生菌與沉澱物累積,導致二次污染。
地下水過濾維護方式4:常見故障排除與維修
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水流變慢或不通:可能是濾材堵塞或管線積垢,建議先行沖洗並檢查是否需更換濾芯。
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過濾效果不明顯:若水中仍有鐵銹沉澱、黑色或紅色雜質,代表過濾效能下降,需全面檢查濾材是否已飽和。
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異味殘留:如出水仍有鐵腥味或霉味,建議更換活性碳濾心,並檢查是否有生菌現象。
地下水過濾維護方式5:記錄與管理
建議使用者建立濾心更換與水質檢測紀錄表,記錄每次維護時間與狀況,有助於設備管理與故障追溯。 若為大型社區或工業用途,建議導入定期巡檢制度,由專人負責監控與保養設備。透過系統性的維護與檢測,不僅能確保水質長期穩定達標,更能大幅延長設備的使用壽命、降低維修成本。家庭與企業用戶皆應養成良好的管理習慣,確保飲用與使用水的品質安全無虞。
結論
地下水過濾系統的開發和應用,是解決地下水鐵錳超標的關鍵,它確保了生活水源、工業和農業領域用水的清澈和安全。地球村國際提供高品質、節能又自動化的污染防治及過濾設備,藉由陶瓷膜過濾可以達到地下水鐵錳過濾、海水淡化、乾淨再生水製造等效果,幫助使用者擁有高質量、潔淨健康的地下水資源,並實現水資源的可持續利用,同時保護我們生活的環境。想要深入了解陶瓷膜等相關過濾產品,歡迎與我們聯絡!