8.4. Деманганация подземных вод
Большинство методов, используемых для деманганации воды основаны на окислении, присутствующего в воде двухвалентного марганца до трех – и четырехвалентного, образующих гидроксиды. Наиболее полное удаление марганца из воды происходит при рН > 8 (т.е. в слабо щелочной среде).
Применяемые для деманганации воды методы можно разделить на реагентные и безреагентные.
К числу безреагентных методов удаления марганца из воды следует отнести: а) глубокую аэрацию с последующим фильтрованием на фильтрах (напорных и безнапорных);
б) сорбцию на сорбентах (особенно на щелочных).
К числу реагентных методов можно отнести окислительный метод с использованием в качестве окислителей хлора Сl2, озона О3, кислорода О2, перманганата калия КМnO4, а также щелочных реагентов. Деманганация воды с использованием перманганата калия (КМnO4) основана на его способности окислять двухвалентный марганец с образованием малорастворимого в воде оксида марганца (МnO).
Это взвешенное вещество удаляется с помощью реагентов.
Доза перманганата калия должна составлять 2 мг/1 мг марганца, находящегося в воде.
После окисления, для удаления образовавшегося оксида марганца, который находится в тонкодисперсной фазе в воде, добавляют коагулянт для выделения его в осадок. Осветление можно производить на фильтрах.
В настоящее время в связи с появлением на рынке фильтрующих материалов нового щелочного адсорбента – «глинт» ААА (активированного алюмосиликатного адсорбента) весьма перспективно использование сорбционного метода деманганации подземных вод. Технологическая схема деманганации подземных вод с использованием сорбционной технологии представлена на схеме:
Рис. 8.6. Технологическая схема деманганации подземных вод с использованием сорбционной технологии:
1 – смесительная колонна; 2 – деструктор озона; 3 – сорбционный фильтр (открытый – здесь, можно напорный); 4 – фильтрующая загрузка (ААА); 5 – резервуар чистой воды; 6 – промывной насос (для фильтра); 7 – отстойник грязной промывочной воды; 8 – узел добавления окислителя (активного хлора ≤ 0,3…0,5 мг/л) только для сети
Принцип действия: От озонаторной системы подается озоновоздушная смесь в пузырьках, движущаяся вверх (а вода движется вниз) окисляет марганец с двухвалентного до четырехвалентного; далее поступает в фильтр (можно осуществлять подачу снизу – вверх и сверху – вниз). Главное, что загрузка щелочной адсорбент, при этом марганец четырехвалентный образует мицеллы гидроксида марганца, которые хорошо прилипают к зернам ААА. Далее загрузка промывается насосом, грязная вода поступает в отстойник (гидроксид имеет растворимость 10-15 – 10-20 моль/л, т.е. почти нерастворим). Отстоенную воду можно сбрасывать в водоем. Осадок подается на обезвоживание. Смесительная колонна выполняется из нержавеющей стали и имеет высоту Н = 3 – 4 м.
Деструкция озона производится пропусканием озоно-воздушной смеси через гранулированный материал, обработанный веществом, содержащим серебро, (например, керамзит, обработанный оксидом серебра).
Область применения метода: при концентрациях марганца в исходной воде не более 5 мг/л. ПДК = 0,1 мг/л.
При сорбционном методе область деманганации вод значительно расширяется: можно очищать подземные воды с концентрацией марганца до 50 мг/л (таких вод мало, но они могут быть). При этом окисляемость воды может достигать 15 мг О2/л, концентрация сероводорода до 20 мг/л (это почти сточная вода по запаху), свободная углекислота до 100 мг/л; рН ≥ 6; щелочность исходной воды не регламентируется.