Problémy s odstraňováním manganu
Looking at specifications for a project earlier that had very tight targets for iron and manganese (combined target of >0,06 mg/l), ale neexistovala žádná pilotní data, která by podpořila, že tyto cíle byly dosažitelné. Uchazeči byli povinni zaručit, že tyto limity splní stanovený tlakový filtrační systém s médiem Greensand Plus.
Když došlo k potlačení zaručení výkonu systému (který inženýr navrhl) bez jakéhokoli předchozího testování, které by prokázalo, že je to dosažitelné, odpovědí inženýra bylo, že v okolních závodech byly další filtry Greensand Plus, které dosahovaly těchto úrovní, takže by neměly být žádné problémy se zárukou výkonu.
V podstatě to znamená, že výkon procesu úpravy na jednom vodním zdroji by měl být očekáván na úplně jiném zdroji vody, aniž by se brala v úvahu kvalita vody obou zdrojů. Zatímco železo lze poměrně snadno odstranit, mangan je úplně jiný. Zatímco mangan může být snadno odstranitelný z jednoho vodního zdroje, může být velmi obtížné jej odstranit z jiného.
V kapitole 3 příručky AWWA „Příručka pro odstraňování železa a manganu, druhé vydání“ jsou uvedena následující prohlášení:
Oxidace Fe a Mn: Oxid manganatý (mangan v oxidované formě) tvoří mnohem jemnější vločky (než hydroxid železitý), tak jemné, že je filtr zrnité média neodstraní.
Organické komplexování Fe a Mn: Operátoři, kteří mají potíže s odstraňováním Fe a Mn (zejména Mn), odhalili některé společné faktory:
o Úroveň organického uhlíku (TOC) vyšší než 2 mg/l
o Určité množství amoniaku nebo sirovodíku v napájecí vodě
Metody adsorpčního odstraňování: Mangan se nejlépe odstraňuje adsorpcí na médiu oxidu manganičitého, jako je Greensand Plus nebo Pyrolusite.
Železo se nejlépe odstraňuje srážením/filtrací, protože adsorpce železa zaslepuje média. Proto, jsou-li přítomny oba, je nejlepší použitý proces kombinace oxidace/filtrace železa a adsorpce manganu.
Ještě k poslednímu bodu, oxidace manganu trvá mnohem déle než železo, kde se na železo díváme od sekund do minuty a u manganu až 30 minut nebo déle. Proto ve filtračním systému, kde je oxidant dávkován v přívodním potrubí k filtrům, může mít dostatečný čas v potrubí a prostor ve filtrech nad médiem pro oxidaci železa (několik minut), přičemž je umožněno adsorpční odstranění manganu.
V Opflow společnosti AWWA v prosinci 2021 s názvem „Vyhodnoťte a optimalizujte léčbu manganem“ vysvětluje, že forma a úrovně manganu se mohou mezi vrty značně lišit.
Všechny metody odstraňování manganu popsané v tomto článku jsou založeny na sorpci do filtračního média. Proto musí být optimalizovány podmínky pro sorpční mechanismus na médiu potaženém oxidem manganu, včetně zajištění přítomnosti volného rezidua oxidantu, aby se zajistil kontinuálně regenerovaný adsorpční povrch. pH také ovlivňuje kinetiku reakce Mn, přičemž pH nad 7,0 je příznivější.
Jak bylo uvedeno výše, TOC, čpavek a H2S vytvářejí poptávku po chlóru, která má dopad na chlor dostupný pro oxidaci Fe a regeneraci filtračního média pro adsorpci Mn. Protože oxidační reakce železa je mnohem rychlejší ve srovnání s TOC, obvykle dochází k oxidaci železa v přítomnosti TOC, pokud železo není organicky vázáno na TOC. Jsou-li přítomny amoniak a H2S, může být zapotřebí vyšší dávka chloru k překonání poptávky po těchto sloučeninách a zajištění dostatečné oxidace železa.
I když se nesnažíme odstraňovat mangan oxidací/filtrací, stále potřebujeme volný zbytek oxidačního činidla, aby se udrželo médium oxidu manganičitého regenerované tak, aby adsorbovalo mangan. Voda s vysokou spotřebou chlóru proto může ovlivnit schopnost média adsorbovat mangan. Pokud je přítomen amoniak, může být manganistan draselný dobrou volbou spíše než chlór jako oxidant, protože nereaguje s amoniakem.
Pokud je železo a/nebo mangan v komplexu s organickými látkami, může být oxidační proces významně ovlivněn. Minimálně bude potřeba vyšší oxidační dávka a delší doba oxidace, a pokud by to fungovalo, mohl by vzniknout další problém s tvorbou vedlejších produktů dezinfekce. Koagulace může být lepší možností k odstranění organicky vázaného manganu a možná také železa.
Je tedy zřejmé, že chemie odstraňování železa a zvláště manganu není jednoduchá a nelze předpokládat, že pokud jsou hladiny Fe a Mn na jednom vodním zdroji podobné jako u jiného vodního zdroje, že konkrétní technologie úpravy bude fungovat stejně na obou. Ostatní složky vodního zdroje ovlivňují účinnost odstraňování a je třeba je vzít v úvahu a v ideálním případě by měly být provedeny zkušební a/nebo pilotní zkoušky, aby se potvrdila účinnost navrhovaného procesu čištění.
