Главная > Статьи > Страница6

Марганец – природный минерал, присутствующий в составе почвы и горных пород. Марганец в воде  — токсичная примесь с предельно допустимой концентрацией не более 0,05 мг/л. Вода из глубоких подземных горизонтов может содержать марганец в количестве до 2 мг/л. При этом наличие в воде марганца в количество 0,05 мг/л уже способно вызвать появление черных или коричневых пятен на сантехнике. Марганец — спутник железа и сероводорода в воде из скважины. Но в отличии от железа удаление марганца из воды затруднено различными факторами – степенью его окисления, рН, присутствием другим примесей, общей минерализацией.

Формы марганца в воде.

Как и железо, марганец в воде существует в двух основных формах – растворенной и нерастворимой. В растворенной форме без окисления и осаждения марганец можно удалить методом ионного обмена. Окисленный марганец теряет растворимость и окрашивает воду в черный цвет. Окисленный марганец легко удаляется фильтрацией и плохо удаляется ионообменным методом с помощью умягчителя. Важно понимать, что умягчитель воды – это не классический фильтр, а «ионообменник», который «работает» с примесями исключительно в ионной форме. В свою очередь классические фильтры с гранулированной загрузкой не способны удалять марганец и железо в ионной форме без окисления и потери растворимости. Ионообменные умягчители могут выполнять функцию «плохого» фильтра, необратимо поглощая в слое часть растворенного марганца.

Удаление марганца из скважинной воды.

Подготовка марганца для последующей фильтрации в слое загрузки фильтра аналогична подготовке железа с некоторыми нюансами, связанными с рН воды. Удаление марганца с помощью классического фильтра-обезжелезивателя  требует более высокого рН в сравнении с удалением железа. Также удаление марганца фильтром осуществляется значительно легче при параллельном удалении из воды избытка железа (многократное превышение содержания железа (>7)).

Удаление марганца из скважинной воды методом «ионного обмена».

При соблюдении ряда условий ионообменный умягчитель –лучшее средство для удаления растворенного в воде марганца. Однако, вода не должна содержать окисленный марганец, который не только плохо фильтруется ионообменной «смолой» умягчителя, но и постепенно отравляет «смолу» в процессе необратимого поглощения.

Условия для работы умягчителя:

1. Общая минерализация. Ионообменный умягчитель лучше удаляет марганец, если общая минерализация воды не превышает 500 мг/л. Это связано с тем, что марганец конкурирует с другими ионами за место на поверхности смоле, способными не только занять место марганца на поверхности, но и вытеснить его из уже занятого места.
2. Растворенный кислород. Ионообменный умягчитель способен эффективно удалять марганец, если вода не содержит растворенный кислород. Это условие связано с тем, что высокие уровни растворенного кислорода в воде способствуют окислению марганца с переходом его из ионной формы в физическую форму. Это означает, что в отличии от классического фильтра-обезжелезивателя воду, поступающую на ионообменный умягчитель, не нужно предварительно хлорировать, озонировать или аэрировать.
3. Водородный показатель рН. Существуют различные экспертные рекомендации в отношении рН воды для удаления марганца «ионным обменом». Логика говорит о том, что рН воды для удаления ионной формы марганца умягчителем должен быть ниже 8, чтобы предотвратить осаждение марганца при более высоких уровнях рН. Как и в случае с удалением железа с помощью умягчителя воды важно использовать высокую дозировку соли для регенерации смолы и частую регенерацию.

Удаление марганца из скважинной воды «окислением и фильтрацией».

Для удаления марганца из скважинной воды с помощью фильтрации необходимо высокое значение рН и достаточное количество окислителя (кислорода). Производители фильтрующих сред в любом случае декларируют уровень рН для удаления марганца на уровне рН>8. Очень активные фильтрующие материалы, такие как Pyrolox, способны удалять марганец и при более низких рН. Однако, стандартные каталитические среды, такие, как Birm, требуют рН более 8,5 для эффективного окисления и фильтрации марганца. Поэтому удаление марганца с помощью фильтра-обезжелезивателя часто требует нескольких стадий предварительной подготовки – добавления окислителя и изменения рН.

Каталитические фильтрующие загрузки для фильтров.

Если содержание растворенного марганца в воде незначительно, рН больше 8 и в воде присутствует достаточное количество кислорода удаление марганца превращается в легкую задачу с применением таких каталитических сред, как Birm, Katalox Light или Pyrolox. Эти загрузки преобразуют растворенный марганец в нерастворимую форму и отфильтруют его в слое загрузки. Восстановление загрузки осуществляется простой противоточной промывкой обратным потоком воды с вымыванием захваченных оксидов марганца в канализацию. Этот метод без предварительной стадии добавления окислителя приобретает максимальную эффективность при параллельном наличии в обрабатываемой воде железа в количествах, превышающих содержание марганца.

Повышение рН, аэрация и фильтрация.

Этот метод удаления рН кроме фильтра с каталитической загрузкой включает стадии аэрации и изменения рН.

Аэрация.

Предварительную подачу атмосферного кислорода в воду можно осуществить несколькими способами – с помощью воздушного инжектора Вентури, который устанавливается в линию между насосом и гидроаккумулятором или воздушного безмасляного компрессора. За воздушным инжектором последовательно следует контактная напорная емкость с клапаном-воздухоотделителем и фильтр для удаления марганца.  Агрессивный и более эффективный метод предусматривает подачу атмосферного кислорода компрессором и наличие относительно большой контактной емкости с воздушным мешком, занимающим верхнюю 1/3 емкости. Упрощенный метод аэрации предполагает создание и вентиляцию воздушного кармана непосредственно в верхней части фильтра с фильтрующей средой с помощью функции всасывания воздуха, обеспечиваемой клапаном управления.

Аэрация обеспечивает присутствие необходимого для окисления марганца количества растворенного кислорода. Однако, рН может не позволить кислороду окислить марганец. Поэтому возможно задача удаления марганца методом окисления и фильтрации потребует установки перед фильтром емкости с кальцитом или оксидом магния или организации пропорционального дозирования в воду кальцинированной или каустической соды.

Хлорирование.

Хлор — сильный окислитель, однако в сравнении с атмосферным кислородом требует большего времени экспозиции. Хлорирование воды осуществляют насосной станцией пропорционального дозирования подачей водного раствора гипохлорита натрия или кальция в трубопровод под давлением.  При необходимости вместе с хлором может дозироваться корректор рН ( например, кальцинированная сода).  После системы дозирования устанавливают контактную емкость, обеспечивающую   временя контакта  не менее 20 минут. После этапа хлорирования  и контактной емкости устанавливают фильтр – обезжелезиватель с одной из стандартных фильтрующих сред. Фильтрующая среда Birm  не применяется совместно с хлорированием. Если количество марганца в воде небольшое в качестве фильтрующей среды может использоваться каталитический активированный уголь. Его преимущество в том, что уголь удаляет не только марганец, но и остатки хлора, включая побочные продукты окисления.

Озон и перекись водорода.

Озон и перекись водорода – мощные окислители марганца.  Однако, применение озонирования воды или дозирование  раствора перекиси водорода в бытовых установках водоподготовки в Украине на сегодняшний день не получили такого распространения как аэрация или хлорирование воды.