Очистка подземных вод от марганца

 

Марганец окисляется в зоне более высоких значений рН и окислительно-восстановительного потенциала. Если окисление гидрокарбоната железа, кислородом воздуха происходит удовлетворительно уже при рН = 7, то оптимальной величиной для окисления гидрокарбоната марганца является рН = 10. Более низкие значения рН могут поддерживаться только при применении более сильных окислителей (хлора, озона и др.) с большим избытком их в реакции.

   Железо и марганец в подземных водах, как уже было отмечено, обычно присутствуют совместно, но на действующих станциях обезжелезивания, использующих технологию аэрации с последующим фильтрованием, из воды удаляется только железо. При применении сильных окислителей, марганец окисляется и сорбируется только после железа, так как железо является более легко окисляемым элементом. Поэтому совместная очистка железа и марганца в одной ступени фильтрационных сооружений возможна только при их малой концентрации, до 2 - 5 мг/л, и применении сильных окислителей.

Окисление кислородом воздуха с подщелачиванием рекомендуется к применению при одновременном присутствии в воде железа и марганца. По этой технологии исходная вода аэрируется в достаточно совершенном сооружении: градирне-дегазаторе, аэрационном бассейне и т.п. При аэрации из воды удаляется значительная часть свободной двуокиси углерода СО₂ и повышается рН. Дальнейшее повышение рН производится введением щелочи (извести или соды). Очистка воды производится в одной ступени фильтров, при концентрации загрязнений до 3 - 5 мг/л, или в двух ступенях сооружений, при больших концентрациях загрязнителя. Очистка воды может быть в напорных или открытых сооружениях. В двухступенчатых схемах очистки воды иногда требуется применение коагулянта и флокулянта для осаждения образующейся взвеси. При использовании воды для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения в воду перед резервуаром чистой воды вводят хлор для обеззараживания и раствор кислоты для коррекции рН.

 

                                                                                                                                                                                                                               

 

 

Рис. 1.3.26. Очистка подземных вод от железа и марганца в безнапорных

сооружениях аэрацией с подщелачиванием

 

1 - исходная вода; 2 - аэрационный бассейн; 3 - воздуходувка; 4 - ввод щелочи и коагулянта; 5 - отстойник; 6 - ввод флокулянта; 7- сброс осадка; 8 - фильтр; 9 - промывная вода; 10 - хлор; 11 - кислота; 12 - резервуар чистой воды; 13 - к насосной станции подачи воды потребителю

 

Для успешного протекания процесса окисления железа и марганца требуются значения рН до 10, 0 - 11, 5. При таких значениях рН марганец окисляется в течение 10 - 15 мин и происходит умягчение воды с образованием взвесей CaCO₃ и Mg(OH)₂. Кроме того нейтрализуется СО₂ с образованием взвеси CaCO₃ и образуются хлопья нерастворимых соединений железа и марганца.

 

   Использование перманганата калия является достаточно эффективным способом деманганации воды фильтрованием. В обрабатываемой воде он окисляет Mn²⁺ до нерастворимого диоксида марганца по следующей реакции:

 

3Mn²⁺ + 2 MnO₄^- + H₂O → 5 MnO₂ + 4H⁺

 

   В соответствии с этой реакцией теоретическая доза KMnO₄ составляет 1.9 мг на 1 мг удаляемого Mn²⁺. В действительности доза может превышать теоретическую в 1 – 6 раз. В присутствии железа в исходной воде, целесообразно для экономии окислителя применять аэрацию, в этом случае легко окисляемое железо Fe²⁺ будет окисляться кислородом воздуха. Применение KMnO₄ особенно эффективно для воды с повышенным содержанием органических комплексов железа и марганца. Обработка воды перманганатом калия разрушает органические комплексы, окисляет железо и марганец, создает коагулирующую взвесь. Далее вода, в зависимости от концентрации загрязнений, подвергается фильтрованию или отстаиванию с фильтрованием. Перед отстойниками необходимо дозирование коагулянта и флокулянта.

При очистке воды с применением перманганата калия только от марганца, можно отказаться от аэрации и проводить процесс на одной или двух ступенях фильтров. В процессе очистки воды от марганца фильтрующая загрузка покрывается пленкой соединения марганца (созревание фильтра), играющей роль катализатора. Через некоторое время эта пленка способна отставать от поверхности зерен, что приводит к загрязнению фильтрата. Поэтому регенерация фильтра должна быть такой, чтобы не образовывалась пленка значительной толщины.

 

 

 

 

 

Рис. 1.3.27. Деманганация подземных вод окислением перманганатом калия

 

 1 - исходная вода; 2 -напорный фильтр; 3, 4 - сброс и подача промывных вод; 5 - фильтрат; 6 - раствор перманганата калия; 7 - насос-дозатор

                                                                                                                                                                                                             

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒

Поделиться: