As águas subterrâneas contendo ferro e manganês são amplamente distribuídas em nosso país, e o ferro e o manganês podem coexistir nas águas subterrâneas, e muitas vezes existem na forma de ferro divalente e manganês divalente com alta solubilidade.
Água rica em íons de ferro tornará a água amarela, com óbvio odor enferrujado, fácil de fazer roupas e utensílios amarelos, mas também fácil de promover o crescimento de bactérias de ferro na rede de tubulação, poluição da água para viver, produção e danos para o gasoduto. Além disso, alto teor de ferro na água da caldeira e do equipamento de troca de calor, fácil de gerar incrustações de óxido de ferro e corrosão em incrustações; alto teor de ferro da água bruta no trocador de íons, fácil de causar envenenamento por resina.
O manganês é um dos oligoelementos necessários para o corpo humano, plantas e animais, mas a ingestão excessiva de manganês pode causar envenenamento, e a exposição prolongada a compostos de manganês também pode causar envenenamento por manganês. A água contendo manganês tornará a água colorida, fedorenta e saborosa, afetando a qualidade dos produtos têxteis, de fabricação de papel, de cerveja, de alimentos e outras indústrias, além de poluir eletrodomésticos, e haverá manchas pretas ou acinzentadas na lavagem de roupas.
A água rica em íons de ferro e manganês causará maiores danos à vida humana e à produção industrial e agrícola, por isso precisa ser tratada antes do uso.
Remoção de Ferro
O ferro divalente nas águas subterrâneas é instável e muitas vezes é removido por aeração. Os sais de ferro divalentes nas águas subterrâneas estão geralmente na forma de bicarbonato de ferro Fe(HCO3)2. Geralmente, a água subterrânea é bombeada para o tanque de aeração e o ar comprimido é passado para a tubulação ou tanque de aeração ou misturado ao ar na tubulação pelo método de jato, de modo que o oxigênio do ar seja totalmente misturado com a água para oxidar o ferro divalente em ferro trivalente; e então filtrado através de areia de manganês ou outro material de filtro de remoção de manganês para remover os precipitados de óxido de ferro.
A areia natural de manganês (o principal componente é o dióxido de manganês) é um bom catalisador para a oxidação do ferro divalente em ferro trivalente. Quando o valor do pH é superior a 5,50 (geralmente deve-se manter o valor do pH da água bruta entre 6,5-7,0 para obter um melhor efeito de tratamento), pode acelerar o processo de oxidação do ferro divalente em ferro trivalente. A equação da reação química é a seguinte:
4Fe2+ + O2 + 8OH- + 2H2O → 4Fe (OH) 3↓
Processo de oxidação, a água deve manter oxigênio dissolvido suficiente, a fim de oxidar o ferro divalente em ferro trivalente, e após a hidrólise do hidróxido de ferro coloidal em flocos marrons precipitados, pode ser filtrado através da camada de filtro de areia de manganês que será removida do ferro.
Remoção de manganês
A oxidação do manganês é basicamente a mesma que a remoção de ferro, água contendo manganês após a aeração através do meio filtrante de areia de manganês, na superfície do meio filtrante de areia de manganês do papel da membrana ativa de manganês, Mn2 + é oxidado pelo oxigênio dissolvido em MnO2, adsorvido no superfície do meio filtrante, para que a membrana possa ser renovada, o processo também é uma reação autocatalítica. Sua fórmula de reação é:
2Mn2++O2+4OH- → 2MnO2↓+2H2O
Os sais divalentes de manganês na água da filtração também podem ser devidos à adsorção de MnO e à seguinte reação química:
MnO2 -H2O + Mn2+ +2OH- → MnO2 -MnO-H2O + H2O
A areia de manganês perde seu desempenho de remoção de manganês quando se combina com Mn2+ para formar trióxido de manganês. É necessário adicionar oxidante para regenerar. Faça MnO2 -MnO reoxidado em MnO2. produção geral mais uso para adicionar cloro ao método de água (Cl2), para restaurar o desempenho de remoção de manganês areia manganês. A fórmula da reação é:
MnO2 -MnO-H2O+2H2O+Cl2 → 2MnO2 -H2O+2HCl
A remoção do manganês é muito mais difícil do que a remoção do ferro. Quando o ferro e o manganês coexistem, o ferro interfere na remoção do manganês. Na camada filtrante, a remoção do ferro deve ser concluída antes que a remoção do manganês possa começar, portanto, para obter uma remoção estável do manganês, a concentração de Fe2+ não deve ser superior a 2 mg/L.
Método de remoção da coexistência de ferro e manganês
Quando o teor de ferro e manganês na água bruta for elevado, contendo mais de 5mg/L de Fe e mais de 1,5mg/L de manganês, se for utilizada areia de manganês para tratamento ao mesmo tempo, devido ao fato de que o ferro é mais fácil de ser oxidado do que o manganês, é mais difícil oxidar o manganês divalente em manganês tetravalente. Portanto, geralmente é necessário utilizar o método de filtração secundária, ou seja, remover primeiro o ferro, de modo que a concentração de Fe2+ seja inferior a 2mg/L, e depois remover o manganês. O processo é o seguinte: água subterrânea → bomba de poço profundo (bomba de conversão de frequência) → aeração → filtração primária (remoção de ferro) → filtração secundária (remoção de manganês).
Quando o teor de ferro e manganês na água bruta é baixo, o teor de ferro é inferior a 5mg/L, o teor de manganês é inferior a 1,5mg/L, uma filtração pode ser usada para remover. O processo é o seguinte: água subterrânea → bomba de poço profundo (bomba de conversão de frequência) → aeração → filtração (removendo ferro e manganês).
