AMDX

Aquа-mandix

Для удаления железа и марганца из водопроводной воды.

 

Aquа-mandix – природная раздробленная руда без добавок и свободная от загрязняющих включений темно- коричневого цвета.

Содержание марганца – 78-80% в пересчете на MnO2.

Насыпная плотность                                                      - 2000 кг/м3.

Плотность                                                                        - 3,5 – 4,0 г/мл.

Размер                                                                              - 0,5 – 1,0 мм.

 

Обычно добавляется в количестве 10 –20% в загрузку песчаного фильтра (размер фракции основной песчаной загрузки – 0,5 – 1,0 мм). Равномерное распределение Aquа-mandix происходит после обратной промывки. При желании можно использовать загрузку только Aquа-mandix. Важная особенность Aquа-mandix состоит в том, что осаждение железа и/или диоксида марганца на зернах загрузки происходит без потери их активности. Итак, загрузка в состоянии работать, как фильтр взвешенных веществ так же хорошо, как и адсорбер многих токсичных металлов.

На практике определено, что 100% загрузка из 0,5 – 1,0 мм Aquа-mandix работает так же как 0,5 – 1,0 мм песчаная загрузка по уровню механической фильтрации и гидравлическим характеристикам обратной промывки.

 

Химический состав:

По существу материал состоит из минерального пиролизита с небольшим количеством включений и имеет примерно следующий состав:

MnO2                                                                                70 – 80%

Mn                                                                                    48 – 54%

Fe                                                                                      2 – 5%

SiO2                                                                                  2 – 6%

Al2O3                                                                                2 – 5%

P                                                                                        0.05 – 0.08%

 

 

 

Удаление железа и марганца из водопроводной воды.

 

Введение.

Присутствие железа и марганца в водопроводной воде приводит ко многим бытовым проблемам, таким как пятна при стирке, неприятный вкус и запах. Даже малое количество железа и марганца, которое не приводит к этим проблемам, может быть выше, чем это допустимо нормами ГОСТ. В США максимально допустимое количество железа и марганца в питьевой воде 0,2 и 0,05 мг/л соответственно.

Компании, занимающиеся проблемами водоподготовки, знают о существовании необходимости в снижении содержания железа и марганца до ПДК. Требования стандартной водоподготовки, однако, не только уменьшение содержания железа и марганца до значения ПДК, но и значительно ниже этого уровня до 0,05 мг/л железа и 0,02 марганца. Поэтому возникла необходимость в достижении столь низкого содержания этих веществ.

 

Методы обработки.

Традиционные методы удаления железа и марганца обычно хорошо удаляют железо, но марганец представляет серьезную проблему. Наиболее общий метод удаления железа – аэрация или хлорирование с последующим фильтрованием закристаллизованного гидроксида железа через песчаный фильтр. При нейтральном рН = 7 – 8,5 окисление железа до трехвалентной формы происходит быстро, но этот метод не удаляет марганец, а для лучшего удаления железа нужно добавление хлорирования к аэрации. Вариации этого метода – аэрация и/или хлорирование с последующим увеличением рН воды пропусканием через известь, доломит или дозированием извести перед фильтрацией. Это увеличивает скорость, при которой железо реагирует с кислородом раствора, это так же приводит к некоторому удалению марганца, но эта реакция медленна и не завершается при нормальных условиях. Быстрое окисление марганца происходит только при рН выше 9,5, и это является причиной его повышенного содержания в водопроводной воде.

В некоторые системы распределения воды с высоким уровнем железа и марганца дозируется силикат натрия. Это приводит к образованию комплексных соединений более быстрому, чем удаление их из воды, и не может рассматриваться как способ удаления марганца и железа. Однако такое дозирование стабилизирует состояние железа и марганца в растворе и решает многие проблемы связанные с повышенным их содержанием.

Наиболее важным и перспективным методом удаления железа и марганца на сегодня является каталитическое их окисление. Этот процесс идет в развитие метода описанного выше и дает хорошие результаты по снижению содержания этих веществ существенно ниже ПДК.

 

Каталитическое окисление.

Каталитическое окисление развивается благодаря применению каталитически окисляющей загрузки фильтров. Окисляющий агент добавляется в воду. Это может быть кислород воздуха, хлор, перманганат калия, что зависит от типа применяемой загрузки. Затем обработанную таким образом воду пропускают через фильтр с соответствующей загрузкой. Производится корректировка между дозой окисляющего агента и временем контакта воды с каталитической загрузкой, чтобы происходило удаление железа и марганца в требуемой степени. Реакция проходит быстро при таких низких значениях рН, как 6,5. Происходит отложение железа и марганца на поверхности загрузки, что не снижает эффективности загрузки, но может привести к изменению размера зерен. Размеры зерен могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от количества железа и марганца и условий обратной промывки. В водах с достаточно высоким содержанием железа и марганца, что бы скорость их отложения превышала скорость истирания зерен при промывке, зерна загрузки будут увеличиваться в размере, и наоборот. При одинаковых скоростях отложения и удаления отложений с зерен загрузки наступает динамическое равновесие.

Существует два типа каталитической загрузки: марганцевый "зеленый песок", которым является обработанный цеолит и природная руда диоксида марганца. Механизм работы этих материалов одинаков, отличаются они по методу применения и экономичности. Главные их отличительные черты следующие:

Марганцевый "зеленый песок" требует:

  1. 100% использования в качестве загрузочного материала.
  2. Непрерывной или немедленной регенерации перманганатом калия.
  3. Складского хозяйства и системы дозирования перманганата калия.
  4. Наблюдения и обслуживания.

Диоксид марганца требует:

  1. Частичного использования в качестве загрузочного материала.
  2. Отсутствие дозирования химических реагентов, кроме хлорирования.
  3. Не требует специального обслуживающего персонала.

 

Диоксид марганца.

Загрузка диоксида марганца производится из руды, специально отобранной по своей каталитической активности и с фракцией от 0,355 до 0,850 мм с не менее, чем 90% количеством зерен превышающим величину 0,425 мм. Этот диапазон размеров выбран с учетом разницы плотностей кремниевого песка и диоксида марганца, что бы равномерно распределяться по всему объему загрузки фильтра (обычно добавляется 20% диоксида марганца). Диоксид марганца кладется поверх песчаной фракции, а затем обратной промывкой тщательно их перемешивают. Тщательность перемешивания диоксида марганца с песком очень важна, для увеличения продолжительности контакта обрабатываемой воды с каталитическим материалом. Если выбрать слишком большой размер зерен диоксида марганца, то они соберутся в нижней части фильтра и время контакта его с водой существенно уменьшится, с соответствующим снижением эффективности удаления железа и марганца.

Обрабатываемая вода должна быть аэрирована минимум на 50% от предела растворимости кислорода, и так же должно быть предварительное хлорирование, таким образом, что бы содержание свободного хлора в фильтрованной воде было порядка 0,2 мг/л. диоксид марганца разрушает свободный хлор и это должно быть учтено при определении дозы хлорирования. Диоксид марганца будет окислять хлор до хлорида, что проиллюстрировано тем фактом, что свободный хлор редко регистрируется в воде, обработанной на фильтре со 100% загрузкой диоксида марганца, даже когда содержание хлора в исходной воде велико. Реакция между диоксидом марганца и хлором кажется медленной, поскольку, при обработке воды в фильтрах с загрузкой 20% диоксида марганца и 80% песка хлор в обработанной воде присутствует. Определено, что до 0,5 мг/л хлора удаляется на диоксиде марганца.

Действие диоксида марганца в смеси с песком таково, что зерна диоксида марганца "чувствуют" окружающий песок и тот так же начинает проявлять каталитические функции. Наиболее вероятное объяснение этого – то, что песчинки покрываются окисью марганца осажденного из обрабатываемой воды.

Факторы, которые наиболее сильно влияют на работу диоксида марганца – при откорректированной дозе хлора – время контакта и площадь поверхности катализатора, контактирующего, с обрабатываемой водой. Увеличение содержания железа и марганца в воде приводит к увеличению необходимого времени контакта. Время контакта может быть увеличено увеличением времени прохождения воды ил увеличением количества диоксида марганца в загрузке. При содержании железа до 1,5 мг/л и марганца до 0,5 мг/л при доле диоксида марганца – 20%, необходимое время контакта – 12 минут.


  Яндекс цитирования   АкваЭксперт.ру: рейтинг сайтов водной тематики