Современные технологии очистки воды от марганца

Современные технологии очистки воды от марганца

Сторонние примеси в водопроводной воде не только сказываются на состоянии здоровья человека, но и вредят жилищным коммуникациям. Пятна и налеты снижают срок службы труб, ухудшают их проводимость, провоцируют закупоривание.

Доступные химические средства помогут решить проблему марганцевых отложений, а своевременная профилактика позволит избежать их образования.

Допустимая норма

foto 6177-2

На количество марганца в воде влияет несколько факторов.

Среди основных – местность, «разновидность» воды. Самая безопасная жидкость – морская, содержащая 2 мкг/м 3 .

В речной воде показатель варьируется от 1 до 160 мкг/м 3 , наиболее неблагоприятная – подземная, содержащая от сотни до нескольких тысяч мкг марганца на дм 3 .

Цифры колеблются в зависимости от времени года – зимой и летом из-за застоя водоемов показатель содержания марганца выше, весной и осенью – наоборот.

Рискуют потребители воды, в которую попали продукты разложения животных, отходы химических и металлургических предприятий, некоторые удобрения для сельскохозяйственных культур.

Признаки, указывающие на превышение концентрации

Большинство людей употребляет воду с содержанием марганца и других металлов, даже не подозревая об этом. Держите руку на пульсе, чтобы вовремя устранить угрозу.

Признаки, которые укажут на превышение нормы марганца в воде:

foto 6177-3

  • желтые или рыжие потеки на сантехнике;
  • металлический привкус воды;
  • желтизна на вещах после стирки;
  • изменение оттенка струи;
  • появление мутного осадка;
  • ржавчина;
  • низкая теплоотдача батарей в отопительный период;
  • накипь на электроприборах и бытовой технике.

Узнают о том, что воде требуется очистка по изменившемуся запаху (даже несущественные нотки нового аромата в воде – серьезный знак). В отстоянной воде появляется осадок, на посуде остается черный налет, а после длительного контакта с такой жидкостью кожа рук и ногти темнеют.

Узнать об избытке железа и марганца в воде можно самостоятельно в домашних условиях. Выявив хотя бы один фактор, стоит обратиться в санитарную службу или лабораторию для проведения анализа воды. Результаты предоставляют в течение 3-7 дней.

Высокая концентрация марганца в организме даст о себе знать:

  1. головной болью,
  2. плохим аппетитом,
  3. судорогами,
  4. упадком сил,
  5. постоянной сонливостью и апатией,
  6. аллергическими реакциями.

Методы удаления примеси

Получив результаты из санитарной службы, и, убедившись в неотложности действий, приступают к борьбе с тяжелыми металлами.

Существует несколько методов для устранения марганца из водопроводной воды, но их объединяет суть – окисление двухвалентной формулы марганца (которая растворяется) до нерастворимой с валентностью, равной 4 Mn(IV).

Перманганат калия

foto 6177-4

Специалисты называют эту процедуру деманганацией. Это технологически несложный способ устранения химического элемента.

Применяется как для подземных, так и для наружных вод. В воду вводят перманганат калия, что приводит к окислению марганца и появлению дисперсного осадка оксида.

Большая удельная поверхность (около 300 м2/г) превращает последний в эффективный сорбент. В ходе обработки восстанавливаются запах и вкус воды.

К преимуществам метода относят:

  • качественный и быстрый результат (окисляется до 97% двухвалентного марганца);
  • простоту процесса;
  • дополнительное задействование ультрафиолетового оборудования повышает конечный эффект.
  • высокая стоимость рабочего материала;
  • требует фильтрации воды дополнительным коагулянтом и применения песчаного наполнителя;
  • наличие тяжелых металлов в продуктах современных производителей.

Каталитический подход

foto 6177-5

Осуществляется за счет безреагентной системы очистки с аэрацией, в процессе которой вода обогащается кислородом, и уже насыщенная водно-воздушная смесь направляется в засыпной фильтр.

Имеющийся в фильтре каталитический материал задерживает металлы в виде нерастворимого осадка.

  • актуален в запущенных случаях;
  • использование натуральных материалов, содержащих диоксид марганца;
  • самый бюджетный вариант по сравнению с остальными;
  • не требует использования дополнительных фильтрующих добавок, так как гранулированный катализатор одновременно выступает и в роли фильтрующей среды.

Недостатки:

  • обязательное наличие вакуумно-эжекционного аппарата;
  • наличие в воде двухвалентного железа обязательно (так как в процессе окисления образуется гидроксид железа, являющийся адсорбентом для марганца двухвалентного).

Реагент

foto 6177-6

Самым популярным веществом до недавних пор считался хлор. Он качественно обезжиривал, удалял железо.

Содержание последнего сокращалось до 0,1 мг/л.

Органические соединения железа под действием данного реагента переходили в форму неорганических солей железа с валентностью 3. Они легко гидролизуются, выпадая в осадок.

Это стало веским основанием для замены хлора на другой реагент – гипохлорид натрия. Вода при этом не подкисляется, что играет важную роль в фильтрации. Раствор щелочной, что благоприятно сказывается на фильтровании.

Диоксид хлора или озон

Не менее распространенные реагенты-окислители получили много положительных отзывов экспертов в силу высокого эффекта и быстрого действия – марганец окисляется всего за 10-15 минут! Время не будет увеличиваться, если уровень рН составляет не менее 6,5-7,0 баллов.

  • озон – 1,45 мг на 1 г марганца;
  • диоксид хлорида – 1, 35 мг на 1 г соответственно.

Из минусов выделяют только то, что дозировка в теории имеет существенные расхождения с количеством используемого реагента на практике.

На это повлияло:

  1. серьезное загрязнение питьевой воды,
  2. различный уровень рН,
  3. наличие органики в воде,
  4. используемое оборудование.

Ионный обмен

foto 6177-7

Метод основан на водородном или натриевом катионировании воды. Соли марганца растворяются и требуют немедленного удаления.

Для этого вода очищается на двух уровнях ионообменного материала.

Для реализации этого действия используют две смолы: катионообменную (с ионами водорода Н+) и (анионообменную с ионами гидроксила OH).

Причем использование может быть как последовательным, так и одновременным. Тандем смол заменяет соли, растворимые в воде, на ионы гидроксида и водорода (ОН, Н+). Объединившись, ионы образуют чистые молекулы обычной воды, но уже без содержания соли.

Данный способ относительно новый, но количество его сторонниковстремительно увеличивается. Ключевое в такой чистке воды – правильная комбинация ионообменных смол.

Чтобы не запутаться в терминологии и разнообразии очистительных методов, специалист проводит консультацию. Именно на его плечи ложится выбор оптимального варианта устранения марганца из воды, соответствующего каждой индивидуальной ситуации.

Рейтинг лучших фильтров

foto 6177-8

Актуальность темы марганцевого загрязнения воды подвигла производителей на изготовление различных моделей фильтров и их модификаций.

Во избежание ошибок и покупки некачественной системы очистки воды, стоит ознакомиться с лидерами продаж, получившими наивысшие оценки экспертов и положительные отзывы покупателей.

Таблица – ТОП-3 фильтров для очищения воды

Наименование Описание Цена, руб. Преимущества
Барьер EXPERT Ferrum Избавит от марганца, железа, солей. Актуальна для загородных домов, где количество указанных элементов в воде в разы больше. Простая установка и эксплуатация. 4 000 Борется даже с крупными механическими частицами, ионами тяжелых металлов и активным хлором;
в комплекте имеется отдельный кран.
Новая вода Expert M312 Удаляет нерастворимые примеси (ржавчину, песок), а также хлор, органические вещества. Марганец и железо удаляются за счет модуля с синтетическим цеолитом и активированным углем, обеззараживание обеспечивает серебро. 6 000 Малогабаритность;

кран для чистой воды в комплекте;

5 500 Долговечность;
стильный дизайн;

нечастая замена модулей (1 раз в год).

Видео по теме

Также вы можете посмотреть видео об очистке воды от марганца:

Заключение

Таким образом, обезопасить себя и своих родных от пагубного воздействия марганца и других примесей, содержащихся в воде, можно с помощью профессиональной очистки. После анализа состояния воды специалист санитарной службы на основании полученных результатов выберет оптимальную технологию чистки.

Среди прочих методов наиболее хорошо себя зарекомендовали: введение перманганата калия, реагентов, диоксида хлора или озона, а также ионный обмен и каталитическое очищение. С помощью этих действий удаляется не только марганец, но и различные формы железа. Одновременно исчезают запахи, улучшается вкус воды.

Очистка от марганца в воде

Марганец — химический элемент, который встречается в природе в соединениях солей и оксидов. Он присутствует в почве, природных минералах и в живых организмах в виде микроэлементов. Ионы марганца хорошо растворимы, поэтому практически всегда присутствуют в воде.

Марганец в воде: ПДК и вредное воздействие

Фильтр от марганца в воде

Подробнее о том, что представляет собой марганец можно прочитать в статье "Что такое марганец в воде". В воду он попадает несколькими путями:

  • вымыванием из почвы;
  • с талыми водами при разложении животных останков;
  • загрязнением промышленными отходами (химическими и металлургическими);
  • с грунтовыми водами из неусвоенных растениями удобрений;
  • из глубинных слоев земли вследствие тектонических движений.

Присутствие марганца в воде считается нормальным, если не превышаются нормы, установленные ВОЗ и СанПиН. Для России показатели допустимых концентраций находятся в пределах до 0,1 мг/л для централизованных систем, и не более 0,5 мг/л для скважин, родников и иных открытых источников. Если в воде превышение марганца то требуется профессиональная очистка воды.

Чем опасно повышенное содержание марганца в воде

Токсичная доза, способная вызвать отравление человека, — 40 мг в день. За все историю медицины не было известно ни одного случая отравления из-за высокого содержания марганца в воде или пище, однако, нормальное количество марганца в организме находится на уровне тысячной доли процента. Так как марганец относится к тяжелым металлам, он способен накапливаться в почве, растениях и органах человека, проявляя негативные воздействия, становится причиной развития патологий. В первую очередь он влияет на нервную систему, способен вызывать аллергические реакции на разные вещества, мочекаменную болезнь, закупоривание сосудов и проблемы с легкими.

Повышенное содержание катионов марганца в воде оказывает негативное влияние не только на здоровье человека, но и на работоспособность бытовых устройств и оборудования. Одними из пагубных воздействий являются:

  • темные несмываемые пятна на сантехнике и бытовых приборах;
  • появление и накопление осадка в трубах (марганцовые засоры устранить сложнее обычных);
  • серый или коричневый оттенок на тканях, вывести которые возможно только специальными средствами.

Как определить воду с превышением марганца

Марганец по своим свойствам похож на железо, поэтому от воды с его содержанием практической пользы нет. Точно установить присутствие марганца в водопроводной или скважинной воде сложно. Однако при действительно повышенном содержании ионов вода имеет желтоватый оттенок и вяжущий вкус, при отстаивании образуется черный осадок.

Как очистить воду от марганца Диасел

Чтобы определить наличие катионов марганца в воде, необходимо сдать пробу в лабораторию. Результаты сообщают через 3-7 дней. Только после проведения химического анализа нужно решить, как очистить марганец из воды.

Чем очистить воду от марганца

Чем убрать марганец из воды? Таким вопросом задаются многие жители центрального региона нашей страны. Существует несколько способов удаления марганца из воды, но перед выбором подходящего, необходимо провести количественный анализ, чтобы определить уровень загрязнения. Следующие методы наиболее эффективны для очистки воды от марганца из скважины, колодца или водопровода.

Аэрация и фильтры для очистки воды от марганца

Данный способ очистки питьевой воды от марганца подходит для ситуаций, когда показатель перманганатной окисляемости не превышает 4-5 мг/л. Процесс сводится к двум этапам:

  • окисление за счет кислорода воздуха марганца и перевод его в нерастворимое состояние на аэрационных установках;
  • фильтрация полученного раствора при помощи зернистого наполнителя осадочного фильтра.

Процесс удаления марганца в питьевой воде направлен на улучшение состава, цвета, вкуса и запаха воды.

Этот способ достаточно прост в реализации и помогает быстро избавиться от марганца в воде, но для его удачного осуществления необходимо присутствие в воде двухвалентного железа для связывания и окисления марганца в соотношении 7:1. Также для проведения процесса снижения марганца в воде необходима специальная аэрационная колонна, система фильтров и клапан для вывода излишних газов.

Фильтры для воды ионообменные от марганца

Многокомпонентные ионообменные фильтры для очистки воды от марганца действуют комплексно, поэтому для правильного подбора необходимо знать все примеси, входящие в воду, уровень PH, количественное содержание кислорода и углекислого газа, а также производительность водопровода. Действие таких фильтров на воду от марганца основано на способности смол смягчать и удерживать частицы марганца и железа. Важным условием проведения качественной очистки является правильный подбор комбинации ионообменных смол. Способ эффективен, когда нужно удалить марганец из скважинной или колодезной воды.

Отстаивание — как метод очистки воды от марганца

Очистка воды от марганца

Процесс водоочистки от марганца на основе отстаивания считается достаточно грубой обработкой для проведения деманганации. Таким способом можно удалить из воды только крупные частицы, поэтому его используют в сочетании с другими видами очистки, например, при окислении с катализаторами или в сочетании с обратным осмосом.

Дистилляция — простой способ убрать марганец из воды

В основе способа лежит процесс превращения воды в пар при достижении температуры кипения — 100ºС. Способ основан на разнице температур кипения воды и примесей: вода закипает первая, и паром удаляется из системы. Эта технология простая, но достаточно энергозатратная.

Обратный осмос при большом содержании марганца в воде

Способ очистки воды, основанный на процессах обратного осмоса, считается самым универсальным и эффективным. Убирая все имеющие химические и механические примеси, полупроницаемые мембраны отделяют очищенную воду от концентрированного раствора, который не только не остается в системе, препятствуя дальнейшим процессам, но сливается в канализацию.
Обратноосмотическая система снабжается фильтрами пред и пост обработки. Также устройство для очистки воды от марганца можно комплектовать дополнительными картриджами, осуществляющими минерализацию воды: кальцием, магнием, натрием.

Получаемая вода не содержит в себе вредных примесей, растворенных частиц, обладает приятным вкусом и имеет природную восстановленную структуру.

Для высокой производительности такого фильтра обратного осмоса для очистки воды от марганца требуется хороший напор воды либо установка регулятора давления и насоса.

Нужно ли очищать воду при повышенном марганце

Нет никаких сомнений, что удалять катионы марганца из водопроводной и скважинной воды необходимо для здоровья, состояния сантехники и бытовых приборов. Современные системы очистки воды от марганца демонстрируют хорошие показатели. Каждый из них обладает преимуществами и недостатками.

Узнать цену и купить фильтры для очистки воды от марганца и других примесей вы можете у нас. Перед принятием решения о выборе конкретного типа и модели фильтрующего устройства, вы можете получить консультацию технолога-специалиста и совместно с ним подобрать систему, составить схему привязки и компоновки фильтровального узла, подходящие для вашего случая. Обращайтесь по всем интересующим вопросам через сайт или по телефону 8-499-391-39-59.

Очистка воды от марганца

marganec.jpg

Марганец является верным спутником растворенного двухвалентного железа. Если его много, то воду от него необходимо очищать, т.к. вода делается непригодной для питья, а также бытового и промышленного использования. Компания Waterman решает в том числе и эту задачу.

Уровень предельно- допустимого содержания марганца в воде в соответствии с СанПиН «Вода Питьевая» составляет до 0,1 мг/л. При превышении норм содержания марганца органолептические свойства воды ухудшаются.

Существует несколько способов удаления марганца из воды путем окисления:

— применяя сильные окислители (без корректирования значения рН воды), увеличивают окислительно-восстановительный потенциал среды;

— при использовании слабых окислителей при недостаточном окислительно-восстановительном потенциале среды повышают значения рН воды;

— применяют одновременно сильный окислитель и повышение значения рН воды.

Эта группа методов основана на окислении содержащихся в воде ионов двухвалентного марганца до трех- и четырехвалентных, которые гидролизуются и выпадают в осадок в виде гидратов Мn(ОН) 3 и Мn(ОН) 4 с растворимостью при рН > 7 менее 0,01 мг/л. Окислителем служит кислород воздуха, хлор и его производные, перманганат калия, озон.

Другие способы удаления марганца из воды – глубокая аэрация; ионный обмен (Н- или Na-катионированием); известково-содовый метод; фильтрование воды через загрузку из марганцевого цеолита; биохимические методы.

Удаление марганца из воды методом аэрации с последующим фильтрованием

13.jpg

Сначала вода попадает в напорный или безнапорный аэратор и насыщается кислородом воздуха. После аэратора вода поступает на фильтрацию через зернистую загрузку в скорые напорные фильтры.

Данный метод применяется для исходной воды с перманганатной окисляемостью, не превышающей 4,0-5,0 мг О 2 /л, иначе возможно наличие в воде марганца, находящегося в органических комплексах, что приводит к неудовлетворительному качеству очистки воды при использовании данного метода. Необходимым условием данного метода является присутствие в воде двухвалентного железа, которое, окисляясь до гидроксида железа, адсорбирует на поверхности Mn2+ и каталитически влияет на его окисление. Если железо в воде отсутствует, то в нее добавляют железный купорос, являющийся одним из самых дешевых реагентов.

Удалить марганец из подземных вод, имеющих высокое значение рН, можно непосредственно в водоносном пласте. В подземный поток вводится вода, содержащая растворенный кислород; двухвалентные железо и марганец окисляются, осаждаются и задерживаются порами водовмещающих пород. Использование данного метода целесообразно при содержании марганца в подземной воде до 1,0 мг/л.

marganec2.jpgДеманганация перманганатом калия

Деманганация воды перманганатом калия — эффективный и технологически простой метод удаления марганца из поверхностных и подземных вод. Для удаления 1,0 мг Mn требуется 1,88 мг КМnО 4 . В результате введения в воду перманганата калия растворенный в ней марганец окисляется, образуется дисперсный осадок оксида марганца МnО 2 , имеющий большую удельную поверхность (до 300 м2/г) и являющийся за счет этого эффективным сорбентом. При обработке воды перманганатом калия удаляются привкус и запах, что улучшает ее вкусовые качества.

Однако использование перманганата калия для очистки питьевых вод имеет и негативные моменты: дороговизна перманганата калия, примеси тяжёлых металлов в продукте, распространённом на рынке в настоящее время.

Метод фильтрования через модифицированную загрузку

Метод фильтрования воды через загрузку, обработанную оксидами марганца — так называемый «черный песок». Недостатком метода является то, что частицы покрытия зерен загрузки постепенно измельчаются и проскакивают в фильтрат. Второй минус — большой расход перманганата калия. Чтобы повысить ресурс использования фильтрующей загрузки и уменьшить расход перманганата калия, применяют метод фильтрования воды через модифицированную загрузку. Эту загрузку изготавливают, последовательно пропуская через кварцевый песок снизу вверх растворы железного купороса и перманганата калия. Чтобы закрепить пленку из гидроксида железа и оксида марганца на зернах загрузки, ее затем подвергают обработке тринатрийфосфатом или сульфитом натрия. Исходная вода подается сверху вниз и фильтруется со скоростью 8—10 м/ч.

Деманганация на загрузках из пюролизита

Загрузки типа Сорбент МСК и Pirolox является высокоэффективным методом удаления марганца из воды. Такие загрузки не имеют недостатка загрузок с искусственным напылением – они полностью состоят из диоксида марганца и не имеют искусственного покрытия. Для применения подобных загрузок, ввиду их тяжести, необходим тщательный расчёт гидравлической системы фильтрации. Например, при недостаточных потоках воды на обратную промывку системы, загрузка может преждевременно выйти из строя.

Умягчитель воды промышленный.jpgДеманганация методом ионного обмена

Данный метод применяется, если при этом стоят также задачи глубокого умягчения воды и ее обезжелезивания. При этом соединения железа и марганца должны находиться в растворенных формах, сероводород должен отсутствовать, а содержание органических соединений в воде — минимальным (перманганатная окисляемость не более 4,0-5,0 мг О 2 /л).

Биохимический метод удаления марганца

При биохимическом методе удаления марганца вода фильтруется через загрузку фильтра, на зернах которой высеваются марганецпотребляющие бактерии. Эти бактерии поглощают марганец; после их отмирания на зернах песка образуется пористая масса, содержащая большое количество оксида марганца, служащего катализатором окисления двухвалентного марганца. Этим методом марганец из воды полностью удаляется при скорости фильтрования до 22 м/ч.

Как Вы видите, современный рынок предоставляет множество методов и очистительных систем для избавления от избытка марганца в воде.

Не тратьте свое драгоценное время на поиски подходящего именно Вам — доверьтесь специалистам!

Компания « Waterman » подберет для Вас оптимальную технологию очистки воды от марганца — как для уже существующей системы водоподготовки, так и для вновь проектируемой. Наши специалисты на основании предоставленных Вами данных осуществят оперативный и профессиональный подбор необходимого Вам оборудования для деманганации воды.

Заполните бланк опросника и отошлите его. На основании указанных данных мы подберем оптимальную схему очистки воды и вышлем вам предложение с ценой станции очистки воды от марганца в кратчайшие сроки. По вопросам заполнения опросных листов звоните (351) 200-44-45.

Очистка воды от марганца: современные технологии

В воде, которая добывается из подземных скважин с большой глубины, часто присутствует избыточное содержание марганца. Этот металл, как и железо, оказывает негативное воздействие на здоровье человека, а также на состояние различного оборудования. При его избытке на стенках труб появляются черные пятна, осадок на нагревательных элементах и теплообменниках затрудняет нормальную передачу тепловой энергии. Кроме того, избыточное содержание металла придает воде неприятный вкус и делает ее непригодной для употребления в пищу. Очистка воды от железа и марганца является одним из обязательных этапов подготовки.

Принципы и методы очистки воды от марганца

Очистка воды из скважины от марганца основывается на его химических и физических свойствах. В жидкости из подземных источников этот элемент чаще всего присутствует в частично растворимой двухвалентной форме. Она обладает свойством выпадать в осадок только при нагревании жидкости до высоких температур. Чтобы устранить избыточное содержание металла, его необходимо перевести в трех- или четырёхвалентную форму: она является нерастворимой, обрадовавшийся осадок можно отфильтровать.

Система очистки воды от марганца подбирается в зависимости от его концентрации, поэтому предварительно необходимо взять пробы жидкости и провести исследование в лабораторных условиях. В зависимости от результатов выбираются следующие способы очистки воды от этого элемента:

  • Аэрация с использованием вакуумно-эжекционного аппарата. Этот метод основан на насыщении воды кислородом, в результате чего двухвалентный марганец окисляется до трех-и четырехвалентного. Образовавшийся осадок удаляется при помощи обычного фильтра для борьбы с нерастворимыми примесями. Это наиболее простой и доступный по стоимости метод, однако он имеет ограниченные возможности использования. К примеру, его эффективность будет низкой при слишком высокой концентрации элемента в воде.
  • Очистка при помощи перманганата калия. Его добавление в воду позволяет начать эффективный процесс окисления и добиться выпадения 4-валентного марганца в осадок. В результате в воде начинают образовываться мелкие черные хлопья, их можно укрупнить с помощью кремниевой кислоты. Полученный осадок фильтруется, и вода становится безопасной.
  • Каталитическая реакция окисления с использованием активного кислорода. Это эффективный метод, позволяющий окислить металл и превратить его в нерастворимый осадок для последующего удаления.
  • Использование технологии обратного осмоса. Специальная мембрана способна пропускать только молекулы воды, все загрязнители через нее проникать не могут. Именно так работают различные фильтры очистки от марганца.

Выбор методов зависит от степени загрязненности воды и условий проведения очистки. На промышленных объектах могут использоваться мощные аэрационные установки и различные химические реагенты, с помощью которых воду можно полностью очистить от избыточного содержания тяжёлого металла.

Удаление марганца в домашних условиях

В частных домах и загородных коттеджах наиболее эффективным способом деманганации остается фильтр для очистки воды от марганца. Этот процесс проводится параллельно с обезжелезиванием – вода из скважины освобождается от избытка металлов, в результате улучшается ее вкус, нормализуются основные свойства. После очистки вода становится безопасной для труб и установленной в доме сантехники.

Фильтры очистки воды от железа и марганца могут работать по нескольким принципам:

  • Обратный осмос. Вода проходит через специальную мембрану с мельчайшими отверстиями, через которые не могут проникнуть посторонние примеси.
  • Каталитические фильтры обеспечивают окисление марганцевых примесей с помощью специальных реагентов, затем вода проходит фильтрацию. Это один из наиболее эффективных методов, его можно применять даже при высоком содержании металлических примесей.

Фильтр для удаления марганца в домашних условиях лучше использовать ночью по заранее запланированному графику. Используемый реагент требует периодической промывки, чтобы он сохранял эффективность.

Продукция компании BWT дает возможность проводить эффективную очистку водопроводной воды от избыточного содержания ионов металлов и делать ее безопасной для использования. Современные технологии водоочистки позволяют сделать пригодной для питья и хозяйственных целей воду из артезианских скважин большой глубины, после прохождения многоступенчатой очистки она станет полностью безопасной. Современные технологии доступны каждому: ознакомьтесь с видами предлагаемого оборудования, проконсультируйтесь со специалистами и закажите эффективную систему фильтрации.

Очистка воды от марганца

Марганец — один из самых часто встречающихся элементов периодической таблицы Менделеева, следы его присутствия можно найти в воде, земле, растениях. По степени распространенности на планете марганец занимает 14 место.

Марганец — это тяжелый металл, наряду с железом он относится к подгруппе черных металлов. Его высокое содержание в природе обусловило и его важную роль в формировании живых организмов. Доказано, что марганец оказывает существенное влияние на кроветворный процесс, на развитие половых желез.

Казалось бы, если марганец так важен для здоровья, почему стоит предпринимать меры по очищению воды от этой структуры? Ведь так называемая «марганцовка» активно применяется при лечении отравлений и обеззараживания желудочно-кишечного тракта. Может быть постоянное поступление марганца в организм будет иметь целебный эффект?

Как и все микроэлементы, марганец содержится в нашем организме в тысячных долях от общей массы, поэтому его избыточное поступление в ткани и клетки тела не является полезным, а напротив — имеет серьезные негативные последствия.

Марганец токсичен для центральной нервной системы. Его повышенное содержание влечет за собой ухудшение памяти, головные боли неясной этиологии, снижение работоспособности и быструю утомляемость. Так же есть свидетельства о том, что повышенные дозы марганца способны вызывать аллергические реакции.

Помимо проблем со стороны здоровья, вода с избыточным содержанием марганца может иметь специфический привкус и цвет, что заметно снижает её эстетические качества и затрудняет использование в питании.

Так же «железистая» вода является источником повышенного риска образования ржавчины, накипи и других коррозийных процессов на металлах, поэтому наличие марганца в воде нежелательно и на производстве, обслуживающем промышленно-технические установки.

Рис. 1 — Вода с высоким содержанием марганца и мутностью

2. Методы очистки воды от марганца

Так как марганец — это металл, при его удалении из воды чаще всего используются методы, характерные для аналогичных задач, связанных с фильтрацией железа и прочих тяжелых взвесей.

Обезжелезивание и деманганация на безреагентном обезжелезивателе воды

Почему безреагентное обезжелезивание воды считается одной из самых многообещающих отраслей гидроочистки? Потому что при её использовании вода обрабатывается более деликатными способами, несущими в себе меньшее количество сопутствующих химических элементов, которые после вступления в реакцию с марганцем так же нуждаются в изъятии из состава H2O.

Самый популярный способ деманганации воды без использования реагентов — аэрация, каталитическая деманганация с последующей фильтрацией.

Из названия метода следует, что в процессе очистки активную роль играет кислород. Специальные воздуходувы находятся внутри аэрационных бассейнов. В вакуумную систему подается загрязненная вода, где она проходит через процесс дегазации, то есть из неё удаляются различные газы, в том числе и углекислый, в результате чего жидкость приобретает статус щелочной (с высоким индексом жесткости). Следующая ступень очистки — поставка внутрь бассейна кислорода через воздуходувы. Вода насыщается O2, и после этого проходит через фильтр, на котором оседают тяжелые металлы, в том числе и окисливший марганец, вступивший в реакцию с железом и его оксидами — таким образом, катализатор реакции выступает так же и в роли фильтрующего элмента. Кислород в данном случае является проводником, ускоряющим процессы связи между металлами.

Существуют напорный и безнаполный вид аэрации. В первом случае напорный насос находится внутри аэрационного бассейна, а во втором насос работает вне водной ёмкости, качая жидкость из резервуара с неподготовленной водой.

Чтобы в дальнейшем вернуть воде средний уровень ph, в неё может вводиться кислый раствор. Так же нередко требуются дополнительные средства для умягчения и декарбонизации воды, которые окончательно освободят её от присутствия железистых образований.

Рис. 2 - Схема установки безреагентного обезжелезивателя для очистки воды от марганца и железа

Удаление марганца методом ионного обмена

В данном методе используются катионы натрия и водорода, которые содержатся в составе специальных смол-катионитов. Эти смолы и служат в качестве очистителя воды.

Принцип работы ионного обмена прост: ионит — то есть смола-фильтр взаимодействует с электролитом, то есть с неочищенной водой. В процессе реакции железо и марганец «прилипают» с смоле и освобождают воду от своего присутствия, распадаясь на водород, который в процессе оседания преобразуется в соли кальция и магния.

Таким образом, устройство водоочистной установки, работающей по методу ионного обмена, подразумевает наличие резервуара со смоляным картриджем посередине, двумя трубками — для поступления грязной и выведения чистой вод, а так же присутствие солевого хранилища, куда отправляются все переработанные вещества.

Рис. 3 - Схема установки очистки воды от марганца и железа методом ионного обмена

Удаление марганца с помощью дозирование гипохлорита натрия (окислением)

Ещё один химический способ очистки воды — использование гипохлорита натрия. Это соединение считается безопасным для человека в малых концентрациях, поэтому указанный способ широко практикуется в современном обществе.

Этот метод очень удобен и практичен с точки зрения требуемых мощностей. В бытовой среде его использование сводится к следующей схеме: при подаче воды по трубам запускается работа гидросчетчика — счетчик в свою очередь посылает информацию на автоматизированное устройство по выбросу гипохлорита натрия в трубу. Таким образом, система работает только тогда, когда крутится счетчик: перекрывая кран и останавливая счетчик, работа очистного автомата прекращается.

Сам по себе гипохлорит натрия работает в данной схеме как аналог кислорода. Оба они являются мощными окислителями, которые охотно вступают в реакцию с металлами, в том числе и марганцем. Однако кислороду требуется больше времени, а его расход выше, чем у гипохлорита натрия, поэтому в современных установках всё чаще используют именно это соединение.

Сера, получаемая в результате химической реакции гипохлорита натрия с железом и марганцем, задерживается в специальном фильтре-накопителе, который препятствует поступлению ненужных элементов.

При этом стоит учитывать тот факт, что гипохлорит натрия используется ещё и как обеззараживающее средство в составе бытовой химии, а при высокой концентрации имеет резкий запах хлора и его отравляющие свойства.

Рис. 4 - Система дозирования гипохлорита для очистки воды от марганца

Озон — природный газ, способный оказывать антибактериальное, обеззараживающее действие. Кроме того, озон является окислителем, который вступает в контакт с металлами и способствует из выпадению в осадок, который отделяется от чистой воды угольными или песчаными фильтрами. В кран поступает вода, прошедшая в финале ещё один фильтр, с наиболее мелкими порами.

Примечательно, что помимо очистки воды от марганца, озонирование позволяет избавиться ещё и от грибков, бактерий, спор и других вредоносных микроорганизмов.

Плюсы данной технологии в том, что озон не требует наличия дополнительных катализаторов, что делает производство более чистым, а так же не нуждается в значительной подаче кислорода, а соответственно и объемных площадей для его хранения.

Однако озонирование способно справиться ежемоментно только с определенной долей марганца в воде. Если показатели марганца подскочат, озон не справится с новыми задачами и потребуется дополнительный этап очистки, что удорожит процесс.

Система озонирования состоит из контактного резервуара, в который подаются неочищенная вода и озон, добытый прямиком из обыкновенного воздуха с помощью специального генератора. Отработанный газ проходит через деструктор и возвращается в атмосферу в виде кислорода. Отработанная вода разделяется на очищенную, которая поступает в кран, и осадок с окисленным марганцем, который утилизируется.

Рис. 5 - Система озонирования воды для окисления марганца

Рис. 5 — Система озонирования воды для окисления марганца

3. Сравнительный анализ эффективности методов очистки воды от марганца

Рассмотрев четыре методики очистки воды от марганца, мы можем сделать выводы, которые для удобства и практичности занесем в таблицу 1.

Очистка питьевой воды от марганца

Компания «Гидросистемы» окажет помощь в удалении марганца из подземных вод, предоставив новейшие очистные системы для снижения показателей Mn. Большой опыт работы в отрасли позволяет предоставлять качественные услуги и решать самые сложные задачи в максимально короткие сроки. Наши специалисты готовы помочь вам на каждом этапе – от проверки источника до технического обслуживания установленных систем и фильтров.

Удаление марганца из воды – процедура, необходимая для предотвращения зарастания труб и ухудшения здоровья человека. Когда показатели вещества, находящегося в стоках в виде растворимой соли Mn, превышают норму, характеристики меняются – возникает неприятный привкус, появляется темный осадок, выпадающий бурыми или черными хлопьями. На одежде могут оставаться темные пятна, а сантехника постепенно выходит из строя – отложения в трубах ведут к нарушению работы оборудования и снижению его срока службы.

Пагубное воздействие солей Mn на здоровье человека изучается многими исследователями. Специалисты подтверждают, что избыток данного вещества оказывает негативное влияние на ЦНС, снижает репродуктивные функции, провоцируя:

  • вялость;
  • нарушения мышечного тонуса (гипертонус);
  • непроизвольные судороги;
  • расстройства психики.

Употребленный вместе с водой Mn проникает в кишечник, почки, костную систему и эндокринные железы, при длительном накоплении вызывая хроническую интоксикацию организма. Он способен поражать даже головной мозг человека. Отравление может приобретать неврологическую или легочную форму. Сильнейшее воздействие солей на внутренние органы и системы ведет к потере координации движений, тремору, головным болям и т.д.

Передозировка возникает при ежедневном потреблении свыше 2 литров с солями Mn. Риски, возникающие при превышении допустимого уровня, доказывают необходимость качественной очистки или деманганации не только для улучшения органолептических характеристик того, что мы регулярно пьем, и предотвращения образования налета в трубах, но и для сохранения здоровья и улучшения качества жизни населения.

Особенности образования Mn в воде

Марганец содержится под землей в качестве растворимой соли в своей двухвалентной форме. Из почвы он переходит под землю в результате доставки компонентов полезных ископаемых и минералов, вымываемых из грунта. Еще одна причина поступления – процессы распада растительных клеток.

Присутствие опасного вещества может заметить не только специалист, но и рядовой потребитель:

  • появляется характерный черный осадок;
  • жидкость мутнеет и приобретает желтоватый или насыщенно темный цвет;
  • у человека, постоянно контактирующего с водой, чернеют пальцы рук и ногти.

Специалистам, проектирующим очистные сооружения, необходимо преобразовать двухвалентную форму, сделав вещество нерастворимым – то есть трехвалентным или четырехвалентным. Подобный переход осуществляется путем окисления Mn. После воздействия реагентов гидроксиды вещества приобретают разную валентность и выпадают в осадок. Mn (VI), оседающий на определенном наполнителе прибора, осуществляющего фильтрацию, ускоряет процессы окисления Mn2+, взаимодействуя с кислородом.

Особенности удаления марганца из воды

Для большей эффективности очистки необходимо следить за уровнем pH – оптимальным будет показатель от 9,5 до 10,0. При использовании реагентов или озонировании проведение успешной деманганации возможно и со значением от 8,0 до 8,5. Озон – один из наиболее сильных окислителей. При его применении эффективность очистки может достигаться при различных показателях pH. Для возникновения химической реакции с участием 1 мг вещества, находящегося в двухвалентной форме, потребуется 0,291 мг кислорода.

Используемые технологии

Наиболее часто специалистами применяется глубокая аэрация с последующим пропуском жидкости через фильтр. Подобная процедура происходит в несколько этапов. На первом при помощи вакуумно-эжекционных установок происходит выделение свободной углекислоты с целью повышения показателя pH до определенных значений (от 8,0 до 9,5-10,0). эмульгирование и обогащение кислородом. Во время следующей стадии очистки происходит фильтрация с применением зернистого наполнителя.

Рассмотренная выше технология эффективно справляется с удалением марганца из подземных вод в том случае, если специалистами фиксируется ПО не выше 9,5 мгО/л. Обязательным условием является содержание двухвалентной формы Fe – окисляясь, железо способствует переходу Mn2+ в трехвалентную или четырехвалентную форму. Оптимальное соотношение между Fe (II) и Mn – 1:7. При несоблюдении этого условия следует применить сульфат железа.

Установки для проведения аэрации состоят из устройств для окисления кислородом, отстойников и осветлителей. При очищении артезианских скважин установка контактных резервуаров не требуется.

Удаление с использованием перманганата калия позволяет избавиться от солей опасного вещества как в подземных, так и в поверхностных водах. Добавление реагента становится причиной образования малорастворимого оксида, выпадающего в виде осадка – хлопьев, обладающих высокой способностью к впитыванию. Деманганация с таким катализатором возможна при показателе pH 8,5. На 1 мг вещества потребуется 1,92 мг окислителя.

Перманганат калия помогает устранить не только соли Mn2+, но и двухвалентное железо, позволяя улучшить органолептические характеристики – цвет, запах и вкус. При соблюдении пропорции 2 мг реагента на 1 мг вещества происходит окисление до 97% марганца, содержащегося в источнике.

Последним этапом очистки становится добавление коагулянта, способствующего удалению продуктов, образовавшихся в результате произошедшей химической реакции, а также появившейся взвеси. Далее жидкость поступает в фильтр с песчаным наполнителем для последующей обработки. Также возможно применение ультрафильтрующих приборов для деманганации. Для очистки подземных источников рекомендуется добавлять к применяемому реагенту активированную кислоту или флокулянты для получения более крупных хлопьев.

Наименование Внешний вид
Системы умягчения воды и удаления растворенного железа RFS периодического действия
Системы умягчения воды и удаления растворенного железа RFS непрерывного действия установки обессоливания
Бытовые умягчители и обезжелезиватели воды помощь при обессоливании

Удаление путем каталитического окисления

В данном случае процессы схожи с обезжелезиванием – оксиды вещества, задерживаясь на поверхности зернистого наполнителя оборудования для фильтрации, подвергаются катализации окисления. При пропуске через прибор воды, прошедшей аэрацию, на частицы фильтрующей загрузки выпадает осадок – гидроксид Mn (IV), который впитывает ионы двухвалентной формы, обеспечивая непрерывный процесс окисления при практически нулевом расходе.

Применение модифицированного наполнителя для удаления марганца из подземных вод

Подобный метод используется для повышения эффективности работы установки, увеличения ее срока службы и минимизации затрат реагента. Он представляет собой пропуск через наполнитель фильтрующего прибора растворенного сульфата железа и перманганата калия с последующим воздействием на загрузку трехзамещенного фосфорнокислого натрия или натриевой соли серной кислоты. При этом подача осуществляется сверху, а скорость проведения процессов фильтрации составляет от 8 до 10 м/ч. Создание каталитической пленки возможно и с применением 0,5% растворенного MnCl2, совместно с перманганатом калия проходящего через зернистый наполнитель.

Использование реагентов и ионный обмен

Наиболее эффективно хлорирование и озонирование. При выборе этих способов окислительные процессы займут от 10 до 15 минут при показателе pH 6,5-7,0. На 1 мг двухвалентной формы Mn требуется 1,45 мг озона с учетом того, что в процессе обработки происходит разложение реагента оксидами вещества, требующее повышения порции. На дозу влияют следующие факторы:

  • значение pH;
  • время действия окислителей;
  • особенности работы выбранного оборудования;
  • наличие органики.

Еще одним способом, используемым для удаления железа и марганца, является метод ионного обмена, осуществляемый путем обработки с использованием смол-катионитов. Подобная технология позволяет добиться смягчения воды. Часто деманганацию осуществляют с использованием синтезированных цеолитов, применяющихся в качестве ионитов. Эти вещества отличаются высокой эффективностью и длительным сроком службы.

Особенности удаления марганца из подземных вод с применением перманганата калия

Подобный метод активно используется в том случае, если помимо Mn в источнике присутствует и железо. Он представляет собой фильтрация части углекислоты, сопровождающееся повышением pH, и последующую активацию процессов окисления. В результате гидролиз солей ускоряется, как и их флокуляция.

Под воздействием кислорода двухвалентная форма Mn становится трех-, а после и четырехвалентной. Реакция происходит при рН = 9. 9,5. Лишь в этом случае образуется гидроокись, которая выпадает в осадок.

При меньшем значении pH вещество, не подлежит окислению – даже с использованием катализатора. В этом случае рекомендуется добавлять известь или соду для подщелачивания, а также применять осветлители или отстойники. При этом не стоит забывать о том, что очистка от Mn путем уменьшения кислотности будет оптимальным вариантом лишь в сочетании с глубоким умягчением.

Если в проведении последней процедуры нет необходимости, поднятие pH содой или известью до 10 может привести к усложнению дальнейшей очистки.

При удалении солей жесткости с использованием реагентов одновременно с деманганацией уровень калия и магния снижается, а содержание Mn в источнике не поднимается выше 0,02 мг/л.

Каким образом можно ускорить процесс окисления

Для этих целей воду с находящимся в ней кислородом прогоняют через контактный фильтр с белым песком (материалом, полученным в результате дробления кварца), вступившим в реакцию с окислами марганца. MnO2 и особой загрузочный материал представляют собой катализаторы, основная задача которых – ускорение процесса окисления.

Какой метод можно считать наиболее эффективным

Стабильно высокие результаты у обработки перманганатом калия. Этот реагент не требует использования сложных систем, для его правильного дозирования достаточно простого визуального и химического контроля.

Компания «Гидросистемы» предлагает свои услуги по водоочистке и водоподготовке – мы используем последние разработки и готовы поделиться с вами накопленным опытом. Мы изготавливаем оборудование для деманганации и представляем продукцию известных брендов (Honeywell, Топос, Atoll и т.д.). Сотрудничая с нами, вы выбираете качество оказываемых услуг и неизменную надежность систем очистки. Мы проведем необходимые анализы, подберем метод обработки и предоставим вам автоматизированный комплекс, отвечая за его гарантийное и сервисное обслуживание. Обращайтесь к нашим специалистам, чтобы заказать промышленные системы и фильтры для бытовой очистки питьевой воды от марганца.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: