Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ МАРГАНЦА

Удаление из воды марганца производят увеличением окислительно-восстановительного потенциала среды — применением сильных окислителей без корректирования значения рН воды; повышением значения рН воды при недостаточном окислительно-восстановительном потенциале в случае использования слабых окислителей; совместным применением сильного окислителя и повышением значения рН воды. Многие методы основаны на окислении присутствующего в воде иона двухвалентного марганца до трех- и четырехвалентных, образущих гидроксиды, растворимость которых при рН > 7 меньше 0,01 мг/л. Окисление происходит с помощью перманганата калия, озона, хлора и его производных, кислорода воздуха. Кроме того, удаление марганца из воды возможно ионным обменом (Н- или Na-катионированием), известково-содовым методом, фильтрованием воды через загрузку из марганцевого цеолита, биохимическими методами. Для перехода двухвалентного марганца в оксид марганца должен поддерживаться определенный окислительно-восстановительный потенциал, значение которого зависит от требуемой в данном конкретном случае концентрации остаточного марганца и рН среды. Удаление из воды марганца методом глубокой аэрации с последующим фильтрованием происходит таким образом: первоначально в вакуумно-эжекционном аппарате из воды извлекается диоксид углерода (рН повышается до 8—8,5), затем вода насыщается кислородом воздуха — диспергируется и фильтруется через зернистую загрузку. Технологическая установка состоит из скорых осветлительных фильтров, над уровнем воды которых размещены напорные вакуумно-эжекционные аппараты. Метод применим при окисляемости исходной воды до 9,5 мг Ог/л. Эта технология позволяет успешно обеспечивать деманганацию, обезжелезивание и дегазацию воды. Необходимое условие данного метода — присутствие в ней двухвалентного железа, которое при окислении растворенным кислородом образует гидроксид железа, адсорбирующий на поверхности двухвалентный марганец и каталитически влияющий на его окисление. Процесс успешно протекает при рН аэрированной воды ниже 8,5. При отсутствии железа в воде необходимо добавлять в воду железный купорос — один из самых дешевых реагентов.
Удаление марганца из подземных вод с высоким значением рН может осуществляться в водоносном пласте. При введении в подземный поток воды, содержащей раствор, кислород, окислением двухвалентных железа и марганца достигается их соосаждение и задержание в порах водовмещающих пород. Этот метод целесообразно использовать при содержании марганца в подземной воде до I мг/л.
Наиболее эффективным и технологически простым методом удаления марганца из вод поверхностных и подземных источников на очистных комплексах любой пропускной способности при любом качестве исходной воды является обработка их перманганатом калия. На удаление 1 мг Мп расходуется 1,88 мг КМп04. В результате применения перманганата калия образуется дисперсионный осадок оксида марганца МnО2, который, имея большую удельную поверхность до 300 м /г, является эффективным сорбентом. Обработка воды перманганатом калия снижает привкусы и запахи вследствие частичной сорбции органических соединений мелкодисперсным хлопьевидным осадком гидроксида марганца. Перманганат калия дает возможность удалить из воды как марганец, так и железо, независимо от их форм. В водах с повышенным содержанием органических веществ перманганат калия как сильный окислитель позволяет разрушить комплексы (устойчивые органические соединения) с дальнейшим окислением ионов двухвалентных марганца и железа и коагуляцией продуктов окисления. Недостаток метода фильтрования аэрированной воды через загрузку, обработанную оксидами марганца, — постепенное измельчение частиц, образующих покрытие зерен загрузки, и проскок их в фильтрат. Другой недостаток деманганации фильтрованием через "черный песок" — значит, расход перманганата калия. Существует метод деманганации воды фильтрованием через модифицированную загрузку, которая приготовляется последовательным пропуском снизу вверх через кварцевый песок растворов железного купороса и перманганата калия, что дает экономию последнего. Для закрепления образующейся из гидроксида железа и оксида марганца пленки на зернах фильтрующей загрузки последнюю дополнительно обрабатывают тринатрийфосфатом или сульфитом натрия. Обрабатываемая вода фильтруется сверху вниз со скоростью 8—10 м/ч.
Скорость окисления ионов двухвалентного марганца хлором, озоном, диоксидом хлора зависит от значения рН среды. Хлор — сильный окислитель, однако эффект окисления им марганца может быть достаточно полным при рН - 8...8,5, что требует подщелачивания воды. На окисление 1 мг Мn в Мn + требуется 1,3 мг хлора. Окисление двухвалентного марганца озоном или оксидом четырехвалентного хлора при рН - 6,5...7,5 завершается в течение 10—15 мин, при этом расход озона составляет 1,45, а оксида четырехвалентного хлора — 1,35 мг на 1 кг двухвалентного марганца.
Удаление двухвалентных марганца и железа из воды методом ионного обмена осуществляется ее фильтрованием через катионитовую загрузку Na- или Н-катионирования в ходе умягчения воды. Метод целесообразно применять при одновременном глубоком умягчении воды и освобождении ее от двухвалентных железа и марганца.
Биохимический метод удаления марганца заключается в высевании на зернах загрузки фильтра марганецпотребляющих бактерий и последующем фильтровании обрабатываемой воды. Бактерии поглощают марганец, а отмирая, образуют на зернах песка пористую массу, содержащую большое количество оксида марганца — катализатора окисления двухвалентного марганца. Фильтры полностью удаляют из воды марганец при скорости фильтрования до 22 м/ч. Возможно удаление марганца на биофильтрах.
К безреагентным методам очистки воды от марганца относят: глубокую аэрацию с последующей обработкой во взвешенном слое или тонкослойным отстаиванием и фильтрованием, при этом двухвалентный марганец сорбируется на свежеобразованном гидроксиде железа; деманганацию в подземных слоях с подачей в пласт окисленной воды или воздуха (технического кислорода).

Экспертиза

на главную