Реагентные методы удаления марганца при водоочистке

Растворимые соединения двухвалентных ионов марганца и железа, присутствующие в природных водах, можно окислить с помощью кислорода воздуха до практически нерастворимых и устойчивых к осаждению коллоидов и взвесей желтого или коричневатого цвета. Особенно трудно окисляются металлы, стабилизированные в высокомолекулярных органических примесях. В таких случаях для усиления окислительных реакций и эффективного извлечения марганца из воды применяются химические реагенты.

Окислительная деманганация

Наиболее распространенным методом является окисление марганца химическими соединениями с сильными окислительными свойствами – хлором и его производными, диоксидом хлора, озоном и перманганатом калия. Скорость окислительного процесса во многом зависит от буферности исходной воды. При значениях рН ниже 8 без катализатора окисление растворенного марганца практически не происходит.

Наиболее эффективным и простым в технологическом плане методом служит извлечение растворенного марганца путём обработки подземных вод перманганатом калия. При этом хорошо удаляется и марганец, и железо, особенно при высоком содержании металлоорганических комплексов.

Извлечение из воды марганца хлорированием

Наиболее часто используется на практике жидкий хлор, но не исключается из практики и применение диоксида хлора или гипохлоритов. При хлорировании следует повышать рН воды как минимум до 8 - 9. Расчетное количество активного хлора, приходящееся на окисление 1 мг марганца двухвалентного составляет около 1,3 мг. Технология Filtronics позволяет избежать дополнительного подщелачивания, однако увеличивается доза хлора.

Окисление перманганатом калия

Способ основан на свойстве перманганата калия окислять растворимый марганец с образованием труднорастворимого диоксида марганца. Перманганат калия, являясь сильным окислителем, хорошо разрушает металлоорганические комплексы с дальнейшим окислением растворимых форм марганца и железа до нерастворимых, и коагуляцией окисленных продуктов. Имея значительную удельную поверхность осадок диоксида марганца является эффективным сорбентом и катализатором для последующего процесса окисления металлов кислородом воздуха. Внесение перманганата калия в воду усиливает процессы коагуляции, поэтому на блоках фильтрации водопроводных станций, очищающих поверхностную воду, раствор перманганата калия вводится в смеситель до внесения коагулянтов или на сооружениях насосной станции I подъема.

Применение фильтров с модифицированными загрузками

Механизм действия модифицированных загрузок основан на способности солей марганца достаточно легко менять свою валентность. Вследствие этого, значительная часть окисленных и осажденных на фильтрующем материале оксидов при обратной промывке вымывается в дренаж. Таким образом, слой модифицированного гранулированного катализатора становится одновременно фильтрующей средой. Для усиления окислительного процесса в воду могут вноситься дополнительные химические реагенты.

Нерастворимый смешанный оксид марганца (МnО – МnО2) является природным катализатором, стимулирующим процесс окисления для ионов железа, марганца и некоторых других металлов. Это свойство дало возможность осуществить на практике метод фильтрования воды через загрузку, зерна которой обработаны оксидом марганца («черный песок»). Использование такой загрузки создает возможность проводить окисление марганца с помощью растворенного в воде кислорода воздуха при более низких значениях рН (≤ 7,5).

Для исключения вымывания оксида марганца из загрузки «черного песка», ее модифицируют пропусканием через кварцевый песок последовательно растворов железного купороса и перманганата калия. В таком случае, на поверхности зерен загрузки фильтра формируется высокоактивная пленка из оксидов железа и марганца, которая способствует окислению в воде растворенных железа и марганца.

Каталитически активный зернистый фильтрующий материал МФО-47 получают путем обработки дробленой и отсортированной горелой породы раствором перманганата калия и сульфитом натрия с последующей сушкой, способствующей осаждению на поверхности оксидов марганца. Образовавшаяся активная пленка из оксидов железа и марганца держится на зернах загрузки в основном за счет адгезии. В результате при промывках загрузки оксидная пленка смывается, что исключает возможность последующей регенерации и требует проведения практически полных повторных их модификаций после обратных промывок.

Зарубежные фильтрующие материалы для извлечения железа и марганца Manganese Greensand, Birm Fine, МТМ. Все типы таких загрузок работают в качестве каталитических окислителей на марганецсодержащих фильтрующих насадках. Ткие материалы позволяют выполнять их периодическую обратную промывку и, по требованию, последующую регенерацию раствором KMnO4 без проведения повторных модификаций, обеспечивая длительный срок непрерывной службы.

Каталитически активный гранулированный фильтрующий материал МЖФ (компания «Альянс-Нева», г. Санкт-Петербург) получают при дроблении и отжиге доломита с обработкой раствором двухвалентного марганца. Фильтрующий материал имеет сорбционную активность и способен очищать воду как от железа, так и от марганца.

Каталитический алюмосиликатный фильтрующий материал «Сорбент АС» является полифункциональным сорбентом нового поколения. Он дополнительно не обрабатывается никакими химическими веществами Каталитически активные компоненты включены в структуру гранул готового сорбента.

Метод катионирования

Процесс катионирования возможен только при содержании марганца и железа в ионной форме, то есть в истинно растворенном состоянии. В таком случае, подземная вода не должна контактировать с воздухом до поступления на фильтры, так как реакция с кислородом способствует образованию нерастворимых оксидов железа и марганца, осаждающихся на поверхности зерен катионита. Это становится причиной снижения обменной емкости фильтра. В качестве загрузки выбирают синтетические слабые катиониты типа Амберлайт. Вода, подающаяся на катионитовые фильтры, не должна содержать железа и марганца более 1 мг/л. Наиболее целесообразно применять метод катионирования, если требуется одновременное умягчение воды.

P/S. от директора компании ООО «Регион»:

Если вы зашли к нам на сайт не просто в процессе изучения «работы сайта», а с целью найти решения Вашей инженерной задачи, моя компания готова выполнить для Вас базовый инжиниринг или проект и помочь принять верное решение.

Мы сотрудничаем с крупнейшими Российскими и Европейскими производителями, что позволяет предлагать максимально выгодные решения с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат.

В отдельных случаях – при заключении контракта на поставку крупного инженерного оборудования мы готовы выполнить разработку рабочего проекта Бесплатно.

Мы не навязываем оборудование собственного производства, мы предлагаем варианты решения Вашей инженерной задачи по открытой, обоснованной цене, на базе передовых решений и опыта.

С уважением, генеральный директор ООО «Регион»
Щукин Алексей Владимирович

Телефон для связи: +7 (812) 627-93-38

Работаем по всей России

Контакты. Тел/ф + 7(812) 627-93-38; info@dc-region.ru

Автор G+

Связаться с нами вы можете с 9.00 – 18.00 (пнд - пят).
Наш специалист всегда ответит на Ваши вопросы
и проконсультирует по возможным решениям тех или иных задач
по телефону или по запросу на почту market@dc-region.ru.

+7 (931) 350 04 34

+7 (911) 088 95 67

+7 (963) 306 04 27

по номеру +7 (911) 130 08 19

Наш Skype: dc-region

Наш Telegram: dc_region

Мы в социальных сетях