POLITECHNIKA RZESZOWSKA
POLITECHNIKA RZESZOWSKA
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I
INŻYNIERII ŚRODOWISKA
Katedra Oczyszczania i Ochrony Wód
Sprawozdanie z przedmiotu: „Technologia wody”
Ćw nr.1
„Odżelazianie wody i odmanganianie wody”
rok akadem.
2012/2013
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było badanie efektów odżelaziania i odmanganiania wody przy użyciu filtra piaskowego i filtra z masa MZ-10.
Pierwszą część stanowiło ustalenie właściwości fizyko-chemicznych wody poddanej filtracji . Druga część ćwiczenia polegała na wykonaniu tych samych oznaczeń dla wody po przeprowadzeniu filtracji.
Sposób wykonania
W wodzie surowej wykonujemy oznaczenia: pH, zasadowość, barwę, zawartość żelaza
i manganu. Filtr piaskowy i z masą MZ-10 poddajemy płukaniu przez 10 min wodą wodociągową. Filtr z masą MZ-10 regenerujemy roztworem KMnO4 i przepuszczamy przez niego wodę wodociągową do czasu aż woda wypływająca z filtra przestanie mieć różowe zabarwienie. Następnie przepuszczamy przez oba filtry wodę badaną. Pierwsze 2l wody spuszczamy. Kolejny litr wody bierzemy do oznaczeń tych samych co w wodzie surowej.
Wyniki oznaczeń
Filtr piaskowy, średnica ~ 50 mm, prędkość filtracji: 4,4 m/h
Oznaczenie |
Jednostka |
Woda surowa |
Woda po filtracji |
Odczyn |
pH |
6,9 |
7,2 |
Barwa |
mg Pt/dm3 |
20 |
5 |
Mętność |
|
10 |
0 |
Zasadowość |
mval/dm3 |
4,1 |
3,6 |
Żelazo ogólne |
mg Fe/dm3 |
4,05 |
0,06 |
Mangan |
mg Mn/dm3 |
1,18 |
0,31 |
Filtr z masą MZ-10, średnica ~35 mm, prędkość filtracji: 8,7 m/h
Oznaczenie |
Jednostka |
Woda surowa |
Woda po filtracji |
Odczyn |
pH |
6,9 |
7,3 |
Barwa |
mg Pt/dm3 |
20 |
3 |
Mętność |
|
10 |
1 |
Zasadowość |
mval/dm3 |
4,1 |
4,6 |
Żelazo ogólne |
mg Fe/dm3 |
4,05 |
0,01 |
Mangan |
mg Mn/dm3 |
1,18 |
0,03 |
Wnioski
Żelazo w wodach naturalnych występuje w postaci jonów Fe+2 i Fe+3 najczęściej w postaci rozpuszczonej jako Fe(HCO3)2, FeSO4. W wodach zawierających duże ilości zw. organicznych żelaza może występować jako wodorotlenek żelazowy lub koloid zw. organ. (humusowych). Odżelazianie polega na utlenieniu jonów Fe(II) do Fe(III). Zw. żelaza występujące w wodzie ulegają hydrolizie:
Fe(HCO3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3
FeSO4 + 2H2O → Fe(OH)2 + H2SO4
Utlenienie żelaza przebiega wg reakcji:
2Fe(OH)2 +1/2O2 + Fe(OH)3 → 2Fe(OH)3
Wymagany odczyn pH >6,8
Powstały, słabo rozpuszczalny wodorotlenek Fe(OH)3 jest usuwany w drodze filtracji.
Związkom żelaza towarzyszą zw. manganu, przeważnie w mniejszych ilościach. Najczęściej występuje jako Mn(HCO3)2, rzadziej jako MnSO4. Odmanganianie wody polega na utlenieniu jonów Mn(II) do Mn(IV) w środowisku alkalicznym. Jest to proces podobny do procesu odżelaziania wody. Zachodzi on wg reakcji:
2Mn(HCO3)2 + 2 H2O + O2 → 2Mn(OH)4↓+ 4CO2↑
2MnSO4 + 6 H2O + O2 →2Mn(OH)4↓+ 2H2SO4
Osad wodorotlenku manganowego przechodzi następnie w uwodniony dwutlenek manganu:
Mn(OH)4 → MnO2∙2 H2O
Optymalny odczyn pH>8,5
Woda surowa poddana filtracji przez filtr piaskowy miała gorsze parametry niż przepuszczona przez filtr a masą MZ-10.
Zawartość Fe i Mn w wodzie po filtracji przez złoże piaskowe uległa znacznemu zmniejszeniu z 4,5 do 0,06 dla Fe i z 1,18 do 0.31 dla Mn, jednak w dalszym ciągu nie spełniała warunków jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do spożycia, ponieważ norma dla manganu wynosi 0,05 mg Mn/dm3. W wodzie po filtracji przez filtr piaskowy wartość ta jest znacznie przekroczona.
Zawartość Fe i Mn w wodzie po filtracji przez masę aktywną MZ-10 znacznie się zmniejszyła: z 4,5 do 0,01 dla Fe oraz z 1,18 do 0,03 dla Mn. Woda po filtracji przez masę aktywną MZ-10 spełnia obydwie normy, tj. dla żelaza 0,2 mg Fe/dm³ i dla manganu 0,05mg Mn/dm³. Woda ta może być wykorzystana do celów spożywczych.
Prędkość filtracji była większa przy filtrze z masą MZ-10 co w rezultacie dało lepszy efekt usunięcia Fe i Mn z wody.