Меню сайта

Методы деманганации воды

    


Глубокая аэрация с последующим фильтрованием

На первом этапе очистки из воды под вакуумом извлекают свободную углекислоту, что способствует повышению значения рН до 8,0–8,5. Для этой цели используют вакуумно-эжекционный аппарат, при этом в его эжекционной части происходят диспергирование воды и ее насыщение кислородом воздуха.

Далее вода направляется на фильтрацию через зернистую загрузку, например, кварцевый песок.



Этот метод очистки применим при перманганатной окисляемости исходной воды не более 9,5 мгО/л. В воде обязательно присутствие

двухвалентного железа, при окислении которого образуется гидроксид железа, адсорбирующий Mn2+ и каталитически его окисляющий. Соотношение концентраций [Fe2+] / [Mn2+] не должно быть менее 7/1. Если в исходной воде такое соотношение не выполняется, то в воду дополнительно дозируют сульфат железа (железный купорос).  

Деманганация перманганатом калия

Метод применим как для поверхностных, так и для подземных вод. При введении в воду перманганата калия растворенный марганец окисляется с образованием малорастворимого оксида марганца согласно следующему уравнению:

3 Mn2+ + 2 KMnO4 + 2 H2O = 5 MnO2↓ + 4 H+.

Осадок представляет собою смесь MnO2 • 2 H2O и Mn(OH)4. Осажденный оксид марганца в виде хлопьев имеет высокую развитую удельную поверхность – примерно 300 м2 на 1 г осадка, что определяет его высокие сорбционные свойства. Осадок – хороший катализатор, позволяющий вести демангацию при рН = 8,5.

В соответствии с уравнением для удаления 1 мг Mn2+ требуется 1,92 мг перманганата калия. Как уже отмечалось, перманганат калия обеспечивает удаление из воды не только марганца, но и железа в различных формах. Также удаляются запахи и за счет сорбционных свойств улучшаются вкусовые качества воды.

Практические данные по удалению марганца с помощью перманганата калия показывают, что доза его должна составлять 2 мг на каждый мг марганца, при этом окисляется до 97%. Mn2+.

После перманганата калия вводят коагулянт для удаления продуктов окисления и взвешенных веществ и далее фильтруют на песчаной загрузке. При очистке от марганца подземных вод параллельно с перманганатом калия вводят активированную кремниевую кислоту из расчета 3–4 мг/л или флокулянты. Это позволяет укрупнить хлопья оксида марганца.  

Каталитическое окисление марганца

Как и в процессах очистки от железа, так и при деманганации предварительное осаждение оксидов марганца на поверхности зерен фильтрующей загрузки оказывает каталитическое влияние на процесс окисления двухвалентного марганца растворенным кислородом. В процессе фильтрования предварительно аэрированнойи при необходимости подщелоченной воды на зернах песчаной загрузки образуется слой осадка гидроксида марганца Mn(OH)4. Ионы растворенного Mn2+ адсорбируются поверхностью гидроксида марганца и гидролизуются, образуя оксид трехвалентного марганца Mn2O3.

Последний окисляется растворенным кислородом вновь до Mn(OH)4, который опять участвует в процессе каталитического окисления. Как всякий классический катализатор, Mn(OH)4 почти не расходуется. Уравнения реакций этих процессов можно представить следующим образом:

Mn(OH)4 + Mn(OH)2 = Mn2O3 + 3 H2O;

2 Mn2O3 + 2 O2 + 8 H2O = Mn(OH)4↓.

Практическая реализация таких процессов возможна при использовании каталитических наполнителей. Можно отметить, что значение рН очищаемой воды может быть меньше, чем в традиционных процессах деманганации.  

Фильтрование через модифицированную загрузку

Для повышения ресурса работы фильтрующей загрузки за счет закрепления пленки катализатора из гидроксидов железа и оксида марганца на поверхности зерен, а также для уменьшения расхода перманганата калия, предлагается следующий метод.

Перед началом фильтрования через фильтрующую загрузку последовательно пропускают снизу вверх раствор железного купороса (FeSO4) и перманганат калия, а затем загрузку обрабатывают тринатрийфосфатом (Na3PO4) или сульфитом натрия (Na2SO3).

Скорость фильтрования исходной воды, подаваемой сверху вниз, составляет 8–10 м/ч. Каталитическую пленку можно создать так же, пропуская через загрузку фильтра 0,5%-ный раствор хлорида марганца и перманганата калия.  

Введение реагентов-окислителей

Скорость процесса окисления двухвалентного марганца реагентами-окислителями из ряда: хлор, диоксид хлора (ClO2), гипохлорит натрия, озон – зависит от величины рН исходной воды.

При введении хлора или гипохлорита натрия эффект окисления достигается в достаточно полной мере при значениях рН не менее 8,0–8,5 и времени контакта окислителя и воды 60–90 мин.

В большинстве случаев (если окислитель – только кислород и рН <7,0) обрабатываемая вода должна быть подщелочена. Требуемая доза реагента для окисления Mn2+ до Mn4+ по стехиометрии составляет 1,3 мг на каждый миллиграмм растворенного двухвалентного марганца. Фактические дозы гораздо выше.

Обработка воды озоном или диоксидом хлора значительно эффективнее. Процесс окисления марганца завершается в течение 10–15 мин при значении рН воды 6,5–7,0. Доза озона по стехиометрии составляет 1,45 мг, а диоксида хлора 1,35 мг на 1 мг двухвалентного марганца. Однако при озонировании воды озон подвержен каталитическому разложению оксидами марганца, а потому доза должна быть увеличена.

Указанные количества окислителей KMnO4, ClO2, O3 – теоретические. Практически дозы окислителей зависят от значения рН, времени контакта окислителей с водой, от образующихся отложений, содержания органических веществ, конструкции аппаратов и могут составить увеличение по сравнению с теоретическими количествами: для KMnO4 – в 1–6 раз, для ClO2 – в 1,5–10 раз, для O3 – 1,5–5 раз.  

Удаление марганца методом ионного обмена

Удаление марганца методом ионного обмена так же, как и железа, происходит при натрий- и водород-катионировании. Метод целесообразен при необходимости одновременного глубокого умягчения воды и проведения обезжелезивания и деманганации.


Форма входа
Поиск
Друзья сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Рейтинг сайта в веб-каталоге misto.zp.ua
Copyright DIGIDROL © 2017Хостинг от uCoz