Obecność manganu w wodach podziemnych

Mangan w wodzie wydobywanej z ujęć podziemnych występuje w ilościach zdecydowanie mniejszych niż żelazo. Zawartość manganu w wodzie zazwyczaj nie przekracza kilku miligramów na litr wody (Mn/dm3). Oba te pierwiastki są rozpuszczone w wodzie w postaci różnych związków chemicznych.

Obecność soli żelaza oraz manganu w wodach podziemnych powoduje dużą uciążliwość przy wykorzystywaniu tych wód do celów komunalnych i przemysłowych. Dlatego w większości przypadków eksploatowane ujęcia wody wymagają jej odżelaziania oraz odmanganiania.

Odmanganianie wody, czyli usuwanie soli manganu

Sole manganu rozpuszczone w wodzie są znacznie trwalsze. Nie hydrolizują one niestety równie łatwo, jak na przykład sole żelaza. Do usunięcia soli manganu niezbędne są dlatego odpowiednie katalizatory.

Skuteczność odmanganiania zależy również od odczynu pH wody. Najkorzystniej przebiega przy odczynie pH >10, przy którym związki manganu hydrolizują na Mn(OH)2. Po napowietrzeniu dwu-wodorotlenki wytrącają się w postaci nierozpuszczalnych Mn(OH)3.

Przy trzech niższych wartościach odczynu pH odmanganianie wody jest możliwe jedynie w obecności działających katalizująco tlenków manganu. Osadzają się one na złożu w filtrze ciśnieniowym oraz absorbują mangan w postaci wodorotlenków.

MnO2+ H2O -» MnO(OH)2

Mn(HCO3)2 + MnO(OH)2 + H2O -» 2Mn(OH)3 + 2CO2MnSO4 + MnO(OH)2 + 3H2O -» 2Mn(OH)3 + H2SO4

Osiągnięcie pełnej sprawności procesu jest więc możliwe po tzw. „wpracowaniu się filtra„, czyli po wytworzeniu się odpowiedniej warstwy tlenków. W wyniku nadmiernego zakwaszenia wody kwasem siarkowym i dwutlenkiem węgla może również zajść potrzeba alkalizowania wody wodorotlenkiem wapnia.

Proces odmanganiania wymaga doświadczenia i kontroli

Złożoność reakcji zachodzących przy odmanganianiu sprawia, że poprawne i optymalne ustawienie procesu wymaga dużego doświadczenia obsługi oraz starannej kontroli. Należy również zwrócić uwagę na zakłócenia w procesie odmanganiania jakie mogą spowodować związki azotu znajdujące się w wodzie, a w szczególności amoniak.

W takiej sytuacji dostarczany w czasie napowietrzania wody tlen zużywany jest niepotrzebnie do ich utleniania, zamiast do utleniania wodorotlenków manganu. Jeśli już dojdzie do takiej sytuacji, to zachodzi wówczas konieczność odpowiedniego zwiększania ilości dostarczanego powietrza.

Złoża filtracyjne stosowane w procesach odżelaziania oraz odmanganiania wody

Złoża sedymentacyjne filtrują różne zanieczyszczenia mechaniczne oraz organiczne (muł, piasek, rdza, drobinki korozyjne, osady, zmętnienia, zawiesiny, część trudno rozpuszczalnych związków żelaza). Usuwają z wody niepożądany zapach oraz pewne ilości amoniaku i siarkowodoru. Duże, nieregularne rozmiary cząsteczek złoża filtracyjnego powodują mniejsze straty ciśnienia, zapewniają głęboką penetrację wody.

Na rynku polskim istnieje kilkanaście typów złóż sendymentacyjnych, przeznaczonych do stacji uzdatniania wody. Złoża filtracyjne stosowane są w procesach odżelaziania oraz odmanganiania wody. Poniżej wymieniamy te najbardziej popularne.

1. Złoże filtracyjne Filter AG

Złoże filtracyjne Filter AG to granulowany materiał pochodzenia naturalnego o dużej porowatości. Jego główny składnik stanowi dwutlenek krzemionki. Ze względu na lekkość tego złoża, przepływ wody podczas płukania wstecznego oraz długość jego trwania są znacznie zredukowane. Zaletą tego złoża są stosunkowo małe spadki ciśnień podczas filtracji.

Właściwości fizyczne złoża Filter AG

  • Kolor                              czarny
  • Gęstość                          1900 kg/m3
  • Uziarnienie złoża         0,5-0,8 mm, 0,8-3,00 mm, 3,0-10,0 mm

Charakterystyka eksploatacyjna złoża Filter AG

  • Temperatura max                   60 °C
  • Płukanie                          powietrzno-wodne
  • Intensywność płukania powietrzem   20-25 l/m2s
  • Intensywność płukania  wodą                   20 l/m2s
  • Stopień wzniesienia złoża
  • Podczas płukania                    25%
  • 2-prędkość filtracji                  do 20 m3/h/m3
  • Odczyn wody                      7,0-8,5 pH.

2. Złoże sendymendacyjne Birm

Złoże sendymendacyjne Birm to granulowany materiał filtracyjny o właściwościach katalitycznych. Złoże Birm usuwa  rozpuszczone w wodach podziemnych związki żelaza oraz manganu. Złoże to dobrze poddaje się płukaniu wstecznemu, które skutecznie usuwa nagromadzone zanieczyszczenia.

Optymalna zdolność filtracyjna złoża Birm zależy od zawartość substancji organicznych w wodzie. Nie powinna ona przekraczać 4-5 mg/dm3. Woda nie powinna też zawierać olejów, ani siarkowodoru. Zawartość tlenu w wodzie musi przekraczać 15% zawartości żelaza przy odczynie pH >6,8.

Właściwości fizyczne złoża filtracyjnego Birm

  • Kolor                                 czarny
  • Gęstość                          800 kg/m3

Charakterystyka eksploatacyjna złoża Birm

  • Wysokość złoża                                             760-900 mm
  • Prędkość przepływu podczas płukania        20-30 m/h
  • Prędkość przepływu podczas pracy                 9-13 m/h
  • Stopień wzniesienia złoża podczas płukania    35-50%
  • Odczyn                                                                    >7,0 pH
  • Zasadowość                                            >2 x (SO2x4+Cl’)

3. Złoże filtracyjne Greensand

Złoże Greensand to materiał filtracyjny pochodzenia naturalnego. Usuwa ono z wody żelazo, mangan oraz siarkowodór. Rola tego złoża sendymendacyjnego polega na wstępnym utlenieniu i odfiltrowaniu ww. związków.

Po wyczerpaniu swych zdolności utleniających złoże musi być zregenerowane za pomocą roztworu nadmanganianu potasu. Stosuje się wtedy dawkę 2-4 g KMnO4 na każdy dm3 złoża Greensand. Brak systematycznej regeneracji albo jej opóźnienie może spowodować trwałe uszkodzenie złoża.

Właściwości fizyczne złoża sendymendacyjnego Greensand

  • Kolor                                                                 czarny
  • Gęstość                                                       1370 kg/m3
  • Strata objętości na rok użytkowania            2%

Charakterystyka eksploatacyjna złoża Greensand

  • Wysokość złoża                                                     ok. 750 mm
  • Temperatura pracy max                                                   27°C
  • Zawartość żelaza i manganu max                        15 mg/dm3
  • Zawartość siarkowodoru max                                5 mg/dm3
  • Prędkość przepływu podczas płukania              20-30 m/h
  • Prędkość przepływu podczas pracy                    12-24 m/h
  • Stopień wzniesienia złoża podczas płukania         35-50%
  • Odczyn                                                                     6,8-8,8 pH

Aktualnie nasz sklep internetowy jest w trakcie budowy i uzupełniania bazy produktowej. Zamówienia realizowane są tylko przez bezpośredni (telefoniczny lub mailowy) kontakt z naszym Biurem Obsługi Klienta. Uruchomienie pełnej funkcjonalności sklepu planowane jest na wrzesień 2018. Zapraszamy do kontaktu z nami! Zamknij