Очищення води від марганцю: особливості та методи

Поточні санітарні норми обмежують гранично допустимий вміст марганцю в господарської та питній воді – допустима норма становить 0,1 мг / л. У деяких європейських країнах вимоги ще жорсткіше – до 0,05 мг / л. Якщо вміст елемента вище, страждають органолептичні властивості води, з’являється неприємний присмак, на сантехніці утворюються характерні плями, а на трубах збирається осад (він має вигляд чорної плівки). У підземних водах елемент міститься у вигляді розчинних солей Mn2 +. Щоб очистити воду від марганцю, його спочатку потрібно перевести окисленням в нерозчинний стан, після чого почнуться процеси гидролизации з утворенням нерозчинних гідроксидів Mn (OH) 3, Mn (OH) 4. При осадженні на завантаженні фільтра починає проявляти каталітичні властивості, прискорюючи окислення двовалентного марганцю киснем. Для ефективного окислення елемента киснем потрібно, щоб значення рН води, яка проходить очистку, знаходилося в районі 9.5-10.0. Перманганат калію, гіпохлорит натрію або хлор, озон дозволяють вести процеси демаганаціі при менших показниках рН – наприклад, 8.0-8.5. Для окислення 1 мг марганцю, розчиненого у воді, потрібно близько 0.291 мг кисню.

Очищення води від заліза і марганцю: знезалізнення і деманганация (видалення марганцю). Чи потрібно очищати воду зі свердловини

Залізо і марганець – найпоширеніші забруднювачі водних джерел. Вода просочується через грунтові мінеральні відкладення і насичується катіонами даних металів. Якщо норма заліза перевищується, то і вміст марганцю часто виявляється критичним. Для виправлення ситуації проводиться деманганация (процес видалення марганцю з води).

Марганець, як і залізо, може перебувати в двох станах – розчиненому і окисленому. У підземних джерелах кисню немає, тому марганець міститься в них в розчиненому вигляді. Для видалення його з води в даному випадку застосовуються ті ж методики, що при знезалізненні. Тобто спочатку потрібно буде окислити марганець, а потім вже прибрати суспензії з води.

Важливість очищення води від марганцю

Надлишок марганцю надає воді характерний жовтий відтінок і терпкий присмак. Від такої води на трубах і сантехніці з’являються темні плями та чорні нарости. Але головне навіть не це, а те, що постійне вживання в їжу важких металів загрожує дуже неприємними наслідками (вони схильні накопичуватися). Негативно впливає надлишок марганцю на роботу ЦНС, стан серцево-судинної системи і скелета. Під час вагітності даний елемент особливо небезпечний, оскільки він позначається на розвитку дитини.

Сучасні способи (методи) і процес глибокого очищення води зі свердловини від марганцю. Устаткування і матеріали для фільтрації

Найважливіша умова якісного очищення водних мас від марганцю – необхідний рівень водневого значення рН, оскільки через хімічного складу окислення даного елемента (на відміну від звичайного заліза) відбувається складніше. При показнику від pH 7.5 іони марганцю приймають нерозчинену форму, а якщо він нижче 7.0, ефективне видалення елемента стає просто неможливим. В даному випадку в цілях підвищення водневого показника можуть використовуватися фільтри коректори pH з кальцитом – зернистими мармуровими фракціями.

Для подальшого очищення потрібно окислювач, оскільки міститься в воді елемента зазвичай виявляється недостатньо. Вирішити проблему допомагають ежектори-аератори.

Очищення води від марганцю із застосуванням обезжелезівателя

У ґрунтових водах, в яких кисню немає взагалі, марганець присутній в двухвалентной розчиненої формі. Щоб видалити його з води, спочатку потрібно буде зробити окислювальні реакції, а потім фільтрацію. Хороші результати показують фільтри видалення заліза.

Очищення води від марганцю із застосуванням фільтра комплексного очищення

Фільтри комплексного очищення коштують дорожче інших рішень, зате ефективно видаляють марганець при будь-яких заданих значеннях pH. Насичувати воду киснем при цьому не потрібно. Багатокомпонентна фільтрувальне середовище комплексних установок також гарантує ефективну очищення води від заліза, солей жорсткості, органіки та інших домішок, які в ній розчинені. Даний вид водоочистки дуже ефективний у видаленні марганцю з колодязної і свердловинної води. Один такий фільтр замінює відразу декілька пристроїв різного призначення.

Очищення води від марганцю із застосуванням накопичувальних баків

Також видалення марганцю з колодязної води може проводитися із застосуванням накопичувальних баків. Спочатк
у з метою кращого окислення виконується коригування водневого показника кальцитом (його засипають на дно колодязя або в накопичувальний газ). Окислювальні процеси запускає Аераційне пристрій – ежектор. Після проходження ежектора насичена повітрям вода надходить в накопичувальну ємність, де тривають окислювальні реакції. Потім вода починає подаватися насосною станцією на фільтр промивної титанової мембрани. Частик марганцю від 0.1 мікрон, які не змогли розчинитися, утримуються поверхню мембрани.

Принципи роботи фільтраційної системи і видалення марганцю з води

На першій стадії очищення з води вакуумом прибирають вільну вуглекислоту, в результаті чого рН підвищується до 8.0-8.5. Спрощує виконання робіт вакуумно-Ежекційна апарат, в ежекционной частини якого відбувається розпорошення води з подальшим насиченням киснем повітря. Потім вода подається на фільтрацію через зернисту завантаження (це може бути кварцовий пісок або інший матеріал). Даний метод очищення застосуємо при перманганатная окислюваність до 9.5 МГО / л. У воді обов’язково присутній двовалентне залізо, при окисленні якого виходить гідроксид заліза, адсорбує і каталітично окисляє Mn2 +. Співвідношення концентрацій [Fe2 +] / [Mn2 +] менше 7/1 бути не повинно. Якщо у вихідній водному середовищі таке співвідношення досягти не виходить, в неї додають сульфат заліза.

Очищення води від марганцю перманганатом калію

Методика може бути застосована для поверхневих і підземних вод. При введенні перманганату калію в воду розчинений марганець окислюється, в результаті утворюється малорозчинний оксид марганцю. Обложений оксид у вигляді пластівців має значну розвинену питому поверхню – близько 300 м2 на 1 г осаду. Осад – відмінний каталізатор, який дозволяє проводити демангацію при рН близько 8.5. Для видалення Mn2 + в кількості 1 мг потрібно 1.92 мг перманганату калію. Як ми вже писали вище, перманганат калію прибирає з води і марганець, і залізо в будь-яких формах. Також видаляються неприємні запахи, за рахунок сорбційних властивостей підвищують смакові якості води. Практичні дані щодо очищення води від марганцю із застосуванням перманганату калію показують – потрібно використовувати 2 мг речовини на кожен 1 мг марганцю, відсоток окислення становитиме до 97%. Mn2 +. Після перманганату для видалення продуктів окислення, зважених речовин вводять коагулянт. Потім вода фільтрується на установці піщаної завантаження. При очищенні підземних вод від марганцю паралельно з перманганатом вводять активовану кремнієву кислоту або флокулянти. Це дозволяє збільшити пластівці оксиду марганцю в розмірах.

Очищення води від марганцю каталітичним способом

При очищенні води від марганцю і заліза попереднє осадження оксидів на поверхню зерен фільтра надає каталітичне вплив на процес окислення двовалентного марганцю киснем (кисень використовується розчинений). В процесі фільтрації попередньо аерірованной і, якщо це потрібно, то підлуженою води на зернах фільтра піщаної завантаження утворюється осад гідроксиду марганцю Mn (OH) 4. Іони Mn2 + адсорбуються гідроксидом марганцю і гідролізуються з отриманням Mn2O3. Останній елемент окислюється до Mn (OH) 4 розчиненим киснем і знову бере участь в каталітичному окисленні. Як будь-який класичний каталізатор, елемент Mn (OH) 4 практично не витрачається.

Очищення води від марганцю на модифікованій завантаженні

Для збільшення робочого ресурсу фільтруючого завантаження за рахунок кріплення плівки каталізатора з оксиду марганцю і гідроксидів заліза на поверхні зерен, для зменшення витрати перманганату калію найчастіше використовується саме модифікована завантаження. До початку процесу фільтрування через фільтруючу завантаження пропускають спочатку розчин залізного купоросу (FeSO4) з перманганатом калію, потім завантаження обробляють тринатрийфосфатом (формула Na3PO4) або сульфитом натрію (Na2SO3). Орієнтовна швидкість фільтрації води буде становити 8-10 м / год. Каталітичну плівку можна зробити точно так же, пропускаючи 0.5% -ний розчин хлориду марганцю з перманганату калію через завантаження фільтру.

Очищення води від марганцю введенням реагентом

Швидкість окислення двовалентного марганцю хлором, діоксидом хлору, озоном або гіпохлоритом натрію залежить від показника рН вихідної води. При введенні гіпохлориту натрію або хлору ефект окислення досягається в повній мірі при рН від 8.0-8.5 і часу контакту води з окислювачем один-півтора години. У більшості випадків обробляється вода подщелачивают. Необхідна доза реагент
у для перекладу Mn2 + в Mn4 + становить 1.3 мг на кожний міліграм двовалентного розчиненого марганцю. Фактичні дози будуть вище.

Очищення води від марганцю діоксидом хлору або озоном

Даний тип обробки є одні з найбільш ефективних. Процес окислення марганцю займає всього 10-15 хвилин при значенні рН 6.5-7.0. Доза озону згідно стехіометрії становить 1.45 мг, діоксиду хлору – 1.35 мг на міліграмів двовалентного марганцю. Але оскільки озон піддається каталітичного розкладання оксидами марганцю, доза повинна бути збільшена. Всі зазначені кількості KMnO4, ClO2, O3 вірні, але вони чисто теоретичні. Практичні дози окислювачів залежать від рН, терміну контакту окислювача і води відкладень, вмісту органічних домішок та інших показників.

Очищення води від марганцю іонним обміном

Очищення води від марганцю способом іонного обміну, як і заліза, відбувається при водень і натрій катіонірованіе. Методика доцільна при необхідності глибокого пом’якшення, знезалізнення і видалення марганцю.

У яких випадках потрібне очищення води від заліза і марганцю

Про високий вміст марганцю у воді свідчать патьоки коричнево-жовтого кольору на сантехніці, жовтизна на одязі, металевий присмак. Але це критерії, які визначаються на око, а є ще й санітарні норми. Вони визначають гранично допустимі параметри вмісту марганцю у воді, навіть якщо патьоків, плям і металевого смаку немає, фільтрація є обов’язковою.

Звідки беруться залізо і марганець у воді?

Залізо і марганець в воду потрапляють з гірських порід, стоків промислових підприємств, добрив. У природі елементи існують в двох-і трехвалентной формах.

Фільтри для очищення води від заліза і марганцю: основні матеріали

Розглянемо найпоширеніші фільтруючі матеріали, використовувані для видалення марганцю:

  1. Упаковки з фільтрами Birm. Пристрої встановлюються під аератори.
  2. Bewaclean – аналогічне попередньому рішення. Додатково даний фільтр регулює кислотність води, що очищається.
  3. Green sand – крім марганцю і заліза, фільтр видаляє ще й сірководень. Для регенерації використовується перманганат калію.
  4. МТМ – більш компактний аналог Greensand з pH 6.2- 8.5.
  5. Pyrolox – мінеральна форма марганцю діоксиду. Хімічної регенерації не вимагає.

Будь-фільтруючий матеріал час від часу потрібно очищати, пропускаючи по ньому воду в зворотному звичайному напрямку з високою швидкістю. Воду після промивання використовувати в харчових і питних цілях можна.

Сучасні системи очистки води для котеджу, квартири, будинки і дачі. Варіанти облаштування очисної системи

У квартирі, будинку або на дачі для видалення марганцю найзручніше використовувати такі системи:

Кожен варіант має свої особливості, недоліки та вартість. Перед прийняттям остаточного рішення про вибір рекомендуємо проконсультуватися з фахівцями.

Ссылка на основную публикацию