Марганец часто присутствует в воде, добываемой из скважин. Такая вода практически не содержит кислорода, а значит марганец может находиться в растворенной форме до момента, пока не попадет к потребителю. По СанПиН его содержание в питьевой воде не должно превышать 0,1 мг/дм3, т.е. нормы еще более жесткие, чем по железу. Это значит, что деманганация воды — важный этап ее подготовки, которым нельзя пренебрегать.
Повышенное содержание марганца в воде ухудшает ее органолептические свойства, способствует образованию пятен на сантехнике и черной пленки внутри труб, которая периодически отслаивается и попадает потребителю.
Как очистить воду от марганца
Марганец в воде, добытой из скважины, находится в виде растворимых солей Mn2+. Деманганация заключается в переводе этих солей в нерастворимую форму Mn3+ или Mn4+ — получаются соответствующие гидроксиды. При этом Mn(OH)4 обладает свойствами катализатора и ускоряет реакцию окисления.
Лучшие условия для естественного окисления марганца кислородом воздухом создаются при pH воды 10. Чтобы перевести 1 мг растворенного марганца в нерастворенную форму необходимо 0,291 мг O2. Использование таких окислителей как гипохлорит натрия, озон, перманганат калия сокращают оптимальное значение pH до 8,5.
Аэрация + фильтрация
Метод эффективен при условии содержания в воде растворимых форм железа и марганца. Причем концентрации железа должны быть выше в 7 и более раз, чем марганца, а перманганатная окисляемость воды — не превышать 9,5 мгO/дм3. Fe2+ выступает в качестве адсорбента и катализатора окисления Mn2+. Обычно железа больше в воде, в противном случае его добавляют в виде сульфата.
Для повышения эффективности деманганации из воды предварительно удаляют CO2. Это можно сделать путем отстаивания или под вакуумом. Удаление углекислоты приводы к повышению pH до необходимых значений в 8-8,5. Одновременно с извлечением CO2 воду подвергают насыщению кислородом воздуха. Последующие этапы очистки предполагают фильтрование через кварцевый песок или другой зернистый материал.
Реагентное окисление
В качестве окислителя можно использовать Cl2, ClO2, NaOCl, O3. Выбор определяется условиями водоочистки, в частности, pH воды. Например, при введении гипохлорита натрия достаточно часа при условии, что pH составляет 8-8,5.
Лучшую эффективность показывает озонирование и обработка ClO2. В этом случае достаточные условия: экспозиция 15 минут и нейтральный pH. Дозировка зависит от конкретных условий применения и может различаться в несколько раз.
Каталитическое окисление
Метод основан на использовании способности оксидов марганца к окислению Mn2+. Применяемые фильтрующие материалы в виде зернистой загрузки имеют на своей поверхности осажденные MnO2. Аэрированную и подщелоченную воду подает через материал, в результате чего образуется Mn(OH)4, который впоследствии гидролизуется и получается Mn2O3. Далее этот оксид окисляется с получением гидроокиси и цикл замыкается. Если представить в виде уравнений химических реакций, то процесс выглядит так:
Mn(OH)4 + Mn(OH)2 = Mn2O3 + 3H2O
2Mn2O3 + 2O2 + 8H2O = Mn(OH)4↓
Для деманганации можно рассматривать следующие фильтрующие загрузки:
Все они есть в нашем каталоге. Использование каталитических материалов находит широкое применение в частных станциях водоочистки.
Окисление перманганатом калия
Использование перманганата калия (марганцовки) позволяет связать до 97% растворенных солей марганца. Для удаления 1 мг требуется 1,92 мг марганцовки (теоретически), на практике — 2 мг. Метод работает при pH 8,5, обеспечивает не только деманганацию, но и обезжелезивание воды.
Введение перманганата окисляет марганец до оксида. Осадок образуется смесью гидроксида и гидратированного оксида. Реакция протекает по следующему уравнению:
3Mn2+ + 2KMnO4 + 2H2O = 5MnO2↓ + 4H+.
Хлопьевидный MnO2 имеет хлопьевидную форму и отличается большой удельной поверхностью: свыше 350 м2 на грамм. Поэтому он проявляет сорбционные и каталитические свойства. Введение флокулянтов повышает эффективность очистки.
Ионный обмен
Метод ионного обмена используют при концентрациях марганца ниже 0,1 мг/дм3 и железа ниже 0,3 мг/дм3 преимущественного для комплексного умягчения, обезжелезивания и деманганации, когда нецелесообразно разделение водоподготовки на несколько этапов очистки. В остальных случаях отдают предпочтение другим технологиям, о которых мы говорили выше.
Сделали химический анализ воды, и он показал превышение по содержанию марганца? Мы поможем решить эту проблему. В нашем каталоге есть как специальные фильтрующие загрузки, так и станции обезжелезивания и деманганации по доступным ценам. Материал продаем как в мешках, так и на развес/по объему. Предлагаем большой выбор станций с разной степенью автоматизации работы: от бюджетных с ручным управлением до полностью автоматических. Если нужно, поможем с доставкой и установкой. Подробности узнавайте в чате или по телефону.