Les eaux souterraines contenant du fer et du manganèse sont largement répandues dans notre pays, et le fer et le manganèse peuvent coexister dans les eaux souterraines et existent souvent sous forme de fer divalent et de manganèse divalent à haute solubilité.
L'eau riche en ions de fer rendra l'eau jaune, avec une odeur de rouille évidente, facile à colorer les vêtements et les ustensiles en jaune, mais également facile à favoriser la croissance des bactéries du fer dans le réseau de canalisations, la pollution de l'eau pour la vie, la production et les dommages. au pipeline. En outre, la teneur élevée en fer de l'eau dans la chaudière et l'équipement d'échange de chaleur facilite la génération de tartre d'oxyde de fer et de corrosion calcaire ; teneur élevée en fer de l'eau brute dans l'échangeur d'ions, facile à provoquer un empoisonnement à la résine.
Le manganèse est l'un des oligo-éléments nécessaires au corps humain, aux plantes et aux animaux, mais une consommation excessive de manganèse peut provoquer une intoxication, et une exposition à long terme aux composés du manganèse peut également provoquer une intoxication au manganèse. L'eau contenant du manganèse rendra l'eau colorée, odorante et savoureuse, affectant la qualité des produits dans les industries du textile, de la fabrication du papier, de la brasserie, de l'alimentation et d'autres, et polluant également les appareils électroménagers, et il y aura des taches noirâtres ou grisâtres sur les vêtements à laver.
L'eau riche en ions fer et manganèse causera davantage de dommages à la vie humaine, à la production industrielle et agricole, elle doit donc être traitée avant utilisation.
Élimination du fer
Le fer divalent présent dans les eaux souterraines est instable et est souvent éliminé par aération. Les sels de fer divalents présents dans les eaux souterraines se présentent généralement sous forme de bicarbonate de fer Fe(HCO3)2. Généralement, l'eau souterraine est pompée dans le réservoir d'aération et l'air comprimé est acheminé dans le pipeline ou le réservoir d'aération ou mélangé à l'air dans le pipeline par méthode de jet, de sorte que l'oxygène de l'air soit entièrement mélangé à l'eau pour s'oxyder. le fer divalent en fer trivalent ; puis filtré à travers du sable de manganèse ou un autre matériau filtrant éliminant le manganèse pour éliminer les précipités d'oxyde de fer.
Le sable de manganèse naturel (le composant principal est le dioxyde de manganèse) est un bon catalyseur pour l'oxydation du fer divalent en fer trivalent. Lorsque la valeur du pH est supérieure à 5,50 (il convient généralement de maintenir la valeur du pH de l'eau brute entre 6,5 et 7,0 pour obtenir un meilleur effet de traitement), cela peut accélérer le processus d'oxydation du fer divalent en fer trivalent. L’équation de la réaction chimique est la suivante :
4Fe2+ + O2 + 8OH- + 2H2O → 4Fe (OH) 3↓
Processus d'oxydation, l'eau doit maintenir suffisamment d'oxygène dissous, afin d'oxyder le fer divalent en fer trivalent, et après l'hydrolyse de l'hydroxyde de fer colloïdal en précipité de flocs bruns, elle peut être filtrée à travers la couche filtrante de sable de manganèse qui sera retirée du fer.
Élimination du manganèse
L'oxydation du manganèse est fondamentalement la même que l'élimination du fer, l'eau contenant du manganèse après aération à travers le média filtrant à sable de manganèse, à la surface du média filtrant à sable de manganèse du rôle de membrane active de manganèse, Mn2+ est oxydé par l'oxygène dissous en MnO2, adsorbé sur le surface du média filtrant, afin que la membrane puisse être renouvelée, le processus est également une réaction autocatalytique. Sa formule de réaction est :
2Mn2++O2+4OH- → 2MnO2↓+2H2O
Les sels de manganèse divalents présents dans l’eau de filtration peuvent également être dus à l’adsorption de MnO et à la réaction chimique suivante :
MnO2 -H2O + Mn2+ +2OH- → MnO2 -MnO-H2O + H2O
Le sable de manganèse perd ses performances d'élimination du manganèse lorsqu'il se combine avec Mn2+ pour former du trioxyde de manganèse. Il est nécessaire d'ajouter du comburant pour régénérer. Rendre MnO2 -MnO réoxydé en MnO2. production générale plus utilisée pour ajouter du chlore à la méthode de l'eau (Cl2), pour restaurer les performances d'élimination du manganèse du sable de manganèse. La formule de la réaction est :
MnO2 -MnO-H2O+2H2O+Cl2 → 2MnO2 -H2O+2HCl
L’élimination du manganèse est bien plus difficile que l’élimination du fer. Lorsque le fer et le manganèse coexistent, le fer interfère avec l’élimination du manganèse. Dans la couche filtrante, l'élimination du fer doit être terminée avant que l'élimination du manganèse puisse commencer, donc pour obtenir une élimination stable du manganèse, la concentration de Fe2+ ne doit pas dépasser 2 mg/L.
Méthode d'élimination de la coexistence du fer et du manganèse
Lorsque la teneur en fer et en manganèse de l'eau brute est élevée, contenant plus de 5 mg/L de Fe et plus de 1,5 mg/L de manganèse, si du sable de manganèse est utilisé en même temps pour le traitement, du fait que le fer est plus facile à oxyder que le manganèse, il est plus difficile d'oxyder le manganèse divalent en manganèse tétravalent. Par conséquent, il est généralement nécessaire d’utiliser la méthode de filtration secondaire, c’est-à-dire d’éliminer d’abord le fer, afin que la concentration de Fe2+ soit inférieure à 2 mg/L, puis d’éliminer le manganèse. Le processus est le suivant : eaux souterraines → pompe de puits profond (pompe de conversion de fréquence) → aération → filtration primaire (élimination du fer) → filtration secondaire (élimination du manganèse).
Lorsque la teneur en fer et en manganèse dans l'eau brute est faible, la teneur en fer est inférieure à 5 mg/L, la teneur en manganèse est inférieure à 1,5 mg/L, une filtration peut être utilisée pour l'éliminer. Le processus est le suivant : eaux souterraines → pompe de puits profond (pompe de conversion de fréquence) → aération → filtration (tout en éliminant le fer et le manganèse).
