04 Předúprava vody

sloučeniny Fe a Mn

▪

biogenní prvky

▪

nejsou zdraví škodlivé

▪

primární výskyt ve dvojmocné formě

▪

společný výskyt v podzemní vodě

▪

důvod odstraňování

▪

inkrustace

▪

organoleptický problém

54

Odželezování / odmanganování

oxidace

• Fe2+ a Mn2+ na vyšší

mocenství

• vytvoření vločkovité

suspenze, která je
separovatelná

separace

• Fe … klasická separace

na jednom či dvou
separačních stupních

• Mn … kontaktní

oxidace na zrnitém
materiálu

55

Způsoby oxidace Fe a Mn

56

fyzikálně

• vzdušným

kyslíkem

chemicky

• chlórem
• manganistanem

draselným

• ozonem

jiné způsoby

• iontová výměna
• biologicky
• v horninovém

prostředí

Fyzikální odželezování
a odmanganování

= oxidace vzdušným kyslíkem

57

Oxidace vzdušným kyslíkem

▪

oxidace sloučenin Fe a Mn vzdušným kyslíkem

▪

oxidace i dalších složek ve vodě

▪

uvolnění ekvivalentního množství volného CO2 a jiných plynů

▪

dochází k alkalizaci vody s nárůstem pH

58

Oxidační reakce železa

59

Okysličení hydrogenuhličitanů, uvolnění CO2
• 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 + 8CO2

teoretická spotřeba kyslíku pro oxidaci

• 0,143 mg O2 / 1 mg Fe2+
• 0,291 mg O2 / 1 mg Mn2+

Faktory ovlivňující účinnost oxidace

60

• pro Fe … pH min 7
• pro Mn … pH min

8,1 (lépe 8,5)

pH

• oxidace Fe

řádově 1-10 s

• oxidace Mn 15–

30 min

čas

Zařízení pro oxidaci vzdušným kyslíkem

▪

shodná zařízení jako pro
mechanické odkyselování
▪

procesy odkyselování a odFe, odMn
probíhají společně

kaskáda

vodní skok

vertikální provzdušňovací věže

horizontální provzdušňovací zařízení

turbína

61

Chemické odželezování a
odmanganování

62

Oxidace Fe chlorem

▪

teoretická dávka Cl2
▪

0,647 mg Cl2 / 1 mg Fe

▪

pH nad 5

▪

doba řádově 1-10 min

63

Oxidace Mn chlorem

▪

potřebné značně vyšší pH
▪

při pH = 7 … t = 2-3 hod

▪

oddělená oxidace Fe a Mn
▪

časově je třeba obě reakce oddělit

64

Oxidace manganistanem
draselným

▪

KMnO4

▪

velmi silné činidlo

▪

teoretická dávka KMnO4
▪

0,567 mg KMnO4 / 1 mg Fe

▪

1,92 mg KMnO4 / 1 mg Mn

65

Oxidace ozonem

▪

použití v případě vazby Fe a Mn na organické komplexy

▪

huminové látky – působí v procesu jako ochranné koloidy a brání vylučování vloček hydroxidů

▪

razantní oxidace ozonem

▪

velmi rychlá reakce

▪

teoretická dávka O3
▪

0,43 mg O3 / 1 mg Fe2+

▪

0,9 mg O3 / 1 mg Mn2+

66

Dávkování ozonu

▪

nutno zajistit přesnou dávku O3
▪

při vyšších dávkách vznikají vyšší oxidy Mn (až
manganistany – fialové zbarvení vody)

▪

následuje zdržení vody v kontaktní „vymírací“
nádrži

▪

zabezpečení dokonalé reakce a využití ozonu

▪

vzduchotěsné uzavření !!!

▪

přebytečný ozon se odvádí do destruktoru ozonu

67

Rekapitulace

nátok
(Fe+Mn)

oxidace

reakční
doba

68

separace

Příklad separace -
odmanganovací filtry