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

1. 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.

2. 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.

3. 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/dm^3	20	5
Mętność		10	0
Zasadowość	mval/dm^3	4,1	3,6
Żelazo ogólne	mg Fe/dm^3	4,05	0,06
Mangan	mg Mn/dm^3	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/dm^3	20	3
Mętność		10	1
Zasadowość	mval/dm^3	4,1	4,6
Żelazo ogólne	mg Fe/dm^3	4,05	0,01
Mangan	mg Mn/dm^3	1,18	0,03

4. 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.

---