不锈钢锰砂过滤器的核心工作原理是 **“催化氧化 + 物理截留”** 相结合，依托天然锰砂滤料的催化特性将水中可溶性铁锰离子转化为不溶性氧化物，再通过滤料层的物理拦截实现分离去除，同时不锈钢罐体为这一过程提供稳定、耐腐蚀的反应环境，具体分为以下步骤：

1. 预处理：曝气充氧（氧化前置步骤）

地下水 / 井水中的铁以 Fe²+（可溶性二价铁）、锰以 Mn²+（可溶性二价锰）形式存在，无法直接被滤料截留。因此水进入过滤器前，需先通过不锈钢曝气装置（射流器 / 曝气头）充入空气，增加水中溶解氧含量：

• Fe²+ 与氧气初步反应：4Fe²+ + O₂ + 2H₂O → 4Fe³+ + 4OH⁻（生成的 Fe³+ 会快速结合 OH⁻形成 Fe (OH)₃胶体）；

• Mn²+ 氧化速率较慢，仅靠曝气无法完全转化，需后续锰砂催化。

2. 核心：锰砂的催化氧化反应（关键步骤）

当预曝气后的水流经过滤器内的天然锰砂滤料层时，锰砂中的主要成分 MnO₂（二氧化锰）发挥催化剂作用，加速铁锰的氧化进程：

• 铁的深度氧化：即使水中残留未完全氧化的 Fe²+，MnO₂会吸附 Fe²+ 并催化其与溶解氧反应，最终生成难溶性的 Fe (OH)₃沉淀（反应式：3Fe²+ + MnO₂ + 2H₂O → Mn²+ + Fe₃O₄ + 4H+，Fe₃O₄进一步氧化为 Fe (OH)₃）；

• 锰的催化氧化：Mn²+ 被 MnO₂表面吸附后，在溶解氧参与下被催化氧化为 MnO₂（反应式：2Mn²+ + O₂ + 2H₂O → 2MnO₂↓ + 4H+），新生成的 MnO₂会沉积在锰砂表面，形成 “活性滤膜”，进一步增强催化能力（即滤料的 “自再生” 特性）。

3. 分离：滤料层的物理截留

经催化氧化生成的 Fe (OH)₃沉淀、MnO₂颗粒（及水中少量悬浮物），会被锰砂滤料层的孔隙拦截、吸附：

• 大颗粒氧化物直接被滤料间隙阻挡；

• 微小胶体颗粒因滤料表面的吸附作用（范德华力、静电吸附）被截留，无法通过滤层；

• 洁净的水经不锈钢罐体底部的集水器（水帽 + 支撑网）流出，实现铁锰与水的分离。

4. 再生：反冲洗恢复过滤能力

随着运行时间增加，滤料层截留的氧化物杂质逐渐增多，滤层阻力上升（压差≥0.08MPa），此时启动反冲洗系统：

• 反冲洗水从罐体底部反向冲入，冲击滤料层使其松动、膨胀（膨胀率约 30%-50%）；

• 截留的 Fe (OH)₃、MnO₂及杂质被水流裹挟排出，滤料恢复原有孔隙结构和催化活性；

• 反冲洗完成后，滤料层重新沉降，过滤器恢复正常过滤功能。

补充：不锈钢罐体的作用

不锈钢（304/316L）罐体不参与化学反应，但为上述过程提供关键保障：

• 耐腐蚀：避免地下水（尤其是高氯、弱酸水质）对罐体的侵蚀，防止水质污染；

• 密封稳定：承压设计（常规 0.6-1.0MPa）确保水流在滤层内的停留时间（接触时间≥5 分钟），保证催化氧化反应充分；

• 卫生安全：光滑的不锈钢内壁无涂层脱落风险，符合饮用水处理的卫生要求。