Las aguas subterráneas que contienen hierro y manganeso están ampliamente distribuidas en nuestro país, y el hierro y el manganeso pueden coexistir en las aguas subterráneas y, a menudo, existen en forma de hierro divalente y manganeso divalente con alta solubilidad.
El agua rica en iones de hierro hará que el agua sea amarilla, con un evidente olor a óxido, será fácil hacer que la ropa y los utensilios se tiñen de amarillo, pero también será fácil promover el crecimiento de bacterias de hierro en la red de tuberías, la contaminación del agua para la vida, la producción y los daños. al oleoducto. Además, el alto contenido de hierro del agua en la caldera y el equipo de intercambio de calor, es fácil generar incrustaciones de óxido de hierro y corrosión por incrustaciones; Alto contenido de hierro en agua cruda en el intercambiador de iones, fácil de envenenar con resina.
El manganeso es uno de los oligoelementos necesarios para el cuerpo humano, las plantas y los animales, pero la ingesta excesiva de manganeso puede provocar intoxicación y la exposición prolongada a compuestos de manganeso también puede provocar intoxicación por manganeso. El agua que contiene manganeso hará que el agua tenga color, maloliente y sabor, afectando la calidad de los productos en las industrias textil, papelera, cervecera, alimentaria y otras, y también contaminará los electrodomésticos, y habrá manchas negruzcas o grisáceas en la ropa lavada.
El agua rica en iones de hierro y manganeso causará mayores daños a la vida humana y a la producción industrial y agrícola, por lo que es necesario tratarla antes de su uso.
Eliminación de hierro
El hierro divalente en el agua subterránea es inestable y a menudo se elimina mediante aireación. Las sales de hierro divalentes en las aguas subterráneas suelen estar en forma de bicarbonato de hierro Fe(HCO3)2. Generalmente, el agua subterránea se bombea al tanque de aireación y el aire comprimido se pasa a la tubería o al tanque de aireación o se mezcla con el aire de la tubería mediante el método de chorro, de modo que el oxígeno del aire se mezcle completamente con el agua para oxidarse. el hierro divalente en hierro trivalente; y luego se filtra a través de arena de manganeso u otro material filtrante que elimina el manganeso para eliminar los precipitados de óxido de hierro.
La arena de manganeso natural (el componente principal es el dióxido de manganeso) es un buen catalizador para oxidar el hierro divalente a hierro trivalente. Cuando el valor del pH es superior a 5,50 (generalmente se debe mantener el valor del pH del agua cruda entre 6,5 y 7,0 para obtener un mejor efecto de tratamiento), se puede acelerar el proceso de oxidación del hierro divalente a hierro trivalente. La ecuación de la reacción química es la siguiente:
4Fe2+ + O2 + 8OH- + 2H2O → 4Fe (OH) 3↓
En el proceso de oxidación, el agua debe mantener suficiente oxígeno disuelto para oxidar el hierro divalente en hierro trivalente, y después de la hidrólisis del hidróxido de hierro coloidal para precipitar flóculos marrones, se puede filtrar a través de la capa de filtro de arena de manganeso que se eliminará del hierro.
eliminación de manganeso
La oxidación de manganeso es básicamente la misma que la eliminación de hierro, el agua que contiene manganeso después de la aireación a través del medio filtrante de arena de manganeso, en la superficie del medio filtrante de arena de manganeso de la función de membrana activa de manganeso, el oxígeno disuelto oxida Mn2+ a MnO2, adsorbido en el superficie del medio filtrante, para que la membrana pueda renovarse, el proceso también es una reacción autocatalítica. Su fórmula de reacción es:
2Mn2++O2+4OH- → 2MnO2↓+2H2O
Las sales de manganeso divalentes en el agua de filtración también pueden deberse a la adsorción de MnO y a la siguiente reacción química:
MnO2 -H2O + Mn2+ +2OH- → MnO2 -MnO-H2O + H2O
La arena de manganeso pierde su capacidad de eliminación de manganeso cuando se combina con Mn2+ para formar trióxido de manganeso. Es necesario añadir oxidante para regenerar. Haga que MnO2 -MnO se vuelva a oxidar en MnO2. La producción general utiliza más el método de agregar cloro al agua (Cl2) para restaurar el rendimiento de eliminación de manganeso de la arena de manganeso. La fórmula de la reacción es:
MnO2 -MnO-H2O+2H2O+Cl2 → 2MnO2 -H2O+2HCl
La eliminación del manganeso es mucho más difícil que la eliminación del hierro. Cuando el hierro y el manganeso coexisten, el hierro interfiere con la eliminación del manganeso. En la capa filtrante, la eliminación del hierro debe completarse antes de que pueda comenzar la eliminación del manganeso, por lo que para obtener una eliminación estable del manganeso, la concentración de Fe2+ no debe ser superior a 2 mg/L.
Método de eliminación de la coexistencia de hierro y manganeso.
Cuando el contenido de hierro y manganeso en el agua bruta es elevado, conteniendo más de 5 mg/L de Fe y más de 1,5 mg/L de manganeso, si al mismo tiempo se utiliza arena de manganeso para el tratamiento, debido a que el hierro Es más fácil de oxidar que el manganeso, es más difícil oxidar el manganeso divalente a manganeso tetravalente. Por lo tanto, generalmente es necesario utilizar el método de filtración secundaria, es decir, eliminar primero el hierro, de modo que la concentración de Fe2+ sea inferior a 2 mg/L, y luego eliminar el manganeso. El proceso es el siguiente: agua subterránea → bomba de pozo profundo (bomba de conversión de frecuencia) → aireación → filtración primaria (eliminación de hierro) → filtración secundaria (eliminación de manganeso).
Cuando el contenido de hierro y manganeso en el agua cruda es bajo, el contenido de hierro es inferior a 5 mg/L y el contenido de manganeso es inferior a 1,5 mg/L, se puede utilizar una filtración para eliminarlo. El proceso es el siguiente: agua subterránea → bomba de pozo profundo (bomba de conversión de frecuencia) → aireación → filtración (mientras se elimina el hierro y el manganeso).
